Introdução: A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é uma doença progressiva extremamente grave, que evolui com insuficiência cardíaca direita e morte. Apesar do avanço do tratamento farmacológico, o prognóstico permanece reservado com taxa de sobrevida de 86%, 70% e 55% em 1, 3 e 5 anos, respectivamente. A dispnéia progressiva e a intolerância ao exercício são as principais manifestações clínicas e refletem a falência do ventrículo direito. O músculo esquelético periférico parece ser também um dos principais determinantes desta limitação funcional, visto que a redução da oferta de oxigênio e alterações na extração/utilização do oxigênio pelo músculo são diretamente relacionados com a tolerância ao exercício. Existem dois mecanismos potencialmente envolvidos na regulação da oferta de oxigênio, e portanto, na capacidade de exercício: mecanismos centrais (função do coração, pulmão e sistema nervoso autônomo) e mecanismos periféricos (associado ao fluxo sanguíneo periférico e a função do músculo esquelético). Os pacientes com HAP geralmente apresentam baixo débito cardíaco e estado adrenérgico exacerbado. A combinação destas alterações pode resultar em alterações estruturais e funcionais da musculatura estriada periférica. Porém, não existem informações sólidas que nos esclareçam se o acometimento muscular é preditor independente da limitação da capacidade de exercício. Objetivos: (1) Caracterizar o papel da musculatura periférica na limitação funcional em pacientes com HAP. (2) Avaliar o papel do sistema muscular periférico como um fator independente para a limitação ao exercício em HAP. Materiais e métodos: Dezesseis pacientes com HAP foram prospectivamente comparados com 10 indivíduos controle em termos de dados demográficos, qualidade de vida relacionada à saúde e limitação ao exercício, avaliada pelo teste de caminhada de seis minutos, teste cardiopulmonar, dinamometria isocinética e medições de pressão respiratória máxima. Pacientes com HAP também foram submetidos à biópsia do quadríceps, a fim de avaliar as mudanças estruturais. Resultados: Os pacientes com HAP apresentaram pior qualidade de vida (componente físico p<0,001), menor percentagem de massa magra (p=0,044), menor força muscular respiratória (p<0,001), menor resistência e força dos extensores de coxa (p=0,017 e p=0,012, respectivamente) e maior limitação funcional demonstrada pela distância percorrida no teste de caminhada de seis minutos (p<0,001) e pelo teste de exercício cardiopulmonar (p<0,001 para VO2/kg), em comparação ao grupo controle. Estes achados de redução de força e função muscular estão em acordo com os achados de redução da percentagem de fibras do Tipo I à biópsia muscular. O consumo de oxigênio, apresentou correlação com a função da musculatura respiratória e da musculatura extensora de coxa (resistência e força), e com a proporção de fibras oxidativas (Tipo I). O débito cardíaco também apresentou correlação com o VO2. o modelo de análise bivariada demonstrou que a função muscular é preditora independente do VO2 pico, mesmo com a correção para o perfil hemodinâmico. Conclusão: (1) Pacientes com HAP apresentam alteração estrutural e funcional da musculatura estriada periférica, e (2) estas alterações determinam limitação da capacidade global de exercício de forma independente do padrão hemodinâmico característico da HAP / Introduction: Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a relentlessly progressive disease that leads to right heart failure and death. Despite advances in pharmacological treatment, prognosis is still poor with survival rates of 86%, 70% and 55% at 1, 3 and 5 years, respectively. Progressive dyspnea and exercise intolerance are the main clinical manifestations and reflect the impairment of right ventricular function. Peripheral skeletal muscle also seems to be a major determinant of functional limitation, as the reduction of oxygen supply and changes in extraction and utilization of oxygen by the muscle are directly associated to exercise tolerance. There are two potential mechanisms involved in the regulation of oxygen supply and therefore in exercise capacity: central (as a function of heart, lung and autonomic nervous system function) and peripheral (associated to peripheral blood flow and skeletal muscle function). Patients with PAH usually present low cardiac output and exacerbated adrenergic state. The combination of these features might result in changes of peripheral skeletal muscle and structure. However, there is no robust information that clearly clarifies whether the muscle involvement is an independent factor for exercise limitation. Objectives: (1) Characterize the role of the peripheral muscles in functional limitation in patients with PAH. (2) Address the role of the peripheral muscle system as an independent factor in exercise limitation in PAH. Materials and methods: Sixteen PAH patients were prospectively compared to 10 control individuals in terms of demographic data, health related quality of life and exercise limitation, assessed by six-minute walk test, cardiopulmonary test, isokinetic dynamometry and maximum respiratory pressure measurements. PAH patients also were submitted to vastus lateralis biopsy in order to assess structural changes. Results: PAH patients presented poorer quality of life (p <0.001), lower percentage of fat free mass (p = 0.044), lower respiratory muscle strength (p <0.001), lower resistance and strength of the extensor of the thigh (p = 0.017 and 0.012, respectively) and greater functional limitation demonstrated by the six-minute walk distance (p <0.001) and at the cardiopulmonary exercise test (p <0.001 for VO2max/kg), as compared to the control group. These findings of reduced muscle strength and function are in agreement with the findings of reduced percentage of Type I fibers at the muscle biopsy. The oxygen consumption correlated to the function of respiratory muscles and of extensor muscles of the thigh (endurance and strength) as well as to the proportion of oxidative fibers (Type I). The cardiac output also correlated with VO2. A bivariate model demonstrated that muscle function is an independent predictor of maximum oxygen consumption, even correcting for the hemodynamic profile. Conclusion: (1) PAH patients present functional and structural changes in peripheral skeletal muscles, and (2) these changes determine overall exercise capacity limitation, independently of the hemodynamic pattern

Introdução: A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é uma doença progressiva extremamente grave, que evolui com insuficiência cardíaca direita e morte. Apesar do avanço do tratamento farmacológico, o prognóstico permanece reservado com taxa de sobrevida de 86%, 70% e 55% em 1, 3 e 5 anos, respectivamente. A dispnéia progressiva e a intolerância ao exercício são as principais manifestações clínicas e refletem a falência do ventrículo direito. O músculo esquelético periférico parece ser também um dos principais determinantes desta limitação funcional, visto que a redução da oferta de oxigênio e alterações na extração/utilização do oxigênio pelo músculo são diretamente relacionados com a tolerância ao exercício. Existem dois mecanismos potencialmente envolvidos na regulação da oferta de oxigênio, e portanto, na capacidade de exercício: mecanismos centrais (função do coração, pulmão e sistema nervoso autônomo) e mecanismos periféricos (associado ao fluxo sanguíneo periférico e a função do músculo esquelético). Os pacientes com HAP geralmente apresentam baixo débito cardíaco e estado adrenérgico exacerbado. A combinação destas alterações pode resultar em alterações estruturais e funcionais da musculatura estriada periférica. Porém, não existem informações sólidas que nos esclareçam se o acometimento muscular é preditor independente da limitação da capacidade de exercício. Objetivos: (1) Caracterizar o papel da musculatura periférica na limitação funcional em pacientes com HAP. (2) Avaliar o papel do sistema muscular periférico como um fator independente para a limitação ao exercício em HAP. Materiais e métodos: Dezesseis pacientes com HAP foram prospectivamente comparados com 10 indivíduos controle em termos de dados demográficos, qualidade de vida relacionada à saúde e limitação ao exercício, avaliada pelo teste de caminhada de seis minutos, teste cardiopulmonar, dinamometria isocinética e medições de pressão respiratória máxima. Pacientes com HAP também foram submetidos à biópsia do quadríceps, a fim de avaliar as mudanças estruturais. Resultados: Os pacientes com HAP apresentaram pior qualidade de vida (componente físico p<0,001), menor percentagem de massa magra (p=0,044), menor força muscular respiratória (p<0,001), menor resistência e força dos extensores de coxa (p=0,017 e p=0,012, respectivamente) e maior limitação funcional demonstrada pela distância percorrida no teste de caminhada de seis minutos (p<0,001) e pelo teste de exercício cardiopulmonar (p<0,001 para VO2/kg), em comparação ao grupo controle. Estes achados de redução de força e função muscular estão em acordo com os achados de redução da percentagem de fibras do Tipo I à biópsia muscular. O consumo de oxigênio, apresentou correlação com a função da musculatura respiratória e da musculatura extensora de coxa (resistência e força), e com a proporção de fibras oxidativas (Tipo I). O débito cardíaco também apresentou correlação com o VO2. o modelo de análise bivariada demonstrou que a função muscular é preditora independente do VO2 pico, mesmo com a correção para o perfil hemodinâmico. Conclusão: (1) Pacientes com HAP apresentam alteração estrutural e funcional da musculatura estriada periférica, e (2) estas alterações determinam limitação da capacidade global de exercício de forma independente do padrão hemodinâmico característico da HAP / Introduction: Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a relentlessly progressive disease that leads to right heart failure and death. Despite advances in pharmacological treatment, prognosis is still poor with survival rates of 86%, 70% and 55% at 1, 3 and 5 years, respectively. Progressive dyspnea and exercise intolerance are the main clinical manifestations and reflect the impairment of right ventricular function. Peripheral skeletal muscle also seems to be a major determinant of functional limitation, as the reduction of oxygen supply and changes in extraction and utilization of oxygen by the muscle are directly associated to exercise tolerance. There are two potential mechanisms involved in the regulation of oxygen supply and therefore in exercise capacity: central (as a function of heart, lung and autonomic nervous system function) and peripheral (associated to peripheral blood flow and skeletal muscle function). Patients with PAH usually present low cardiac output and exacerbated adrenergic state. The combination of these features might result in changes of peripheral skeletal muscle and structure. However, there is no robust information that clearly clarifies whether the muscle involvement is an independent factor for exercise limitation. Objectives: (1) Characterize the role of the peripheral muscles in functional limitation in patients with PAH. (2) Address the role of the peripheral muscle system as an independent factor in exercise limitation in PAH. Materials and methods: Sixteen PAH patients were prospectively compared to 10 control individuals in terms of demographic data, health related quality of life and exercise limitation, assessed by six-minute walk test, cardiopulmonary test, isokinetic dynamometry and maximum respiratory pressure measurements. PAH patients also were submitted to vastus lateralis biopsy in order to assess structural changes. Results: PAH patients presented poorer quality of life (p <0.001), lower percentage of fat free mass (p = 0.044), lower respiratory muscle strength (p <0.001), lower resistance and strength of the extensor of the thigh (p = 0.017 and 0.012, respectively) and greater functional limitation demonstrated by the six-minute walk distance (p <0.001) and at the cardiopulmonary exercise test (p <0.001 for VO2max/kg), as compared to the control group. These findings of reduced muscle strength and function are in agreement with the findings of reduced percentage of Type I fibers at the muscle biopsy. The oxygen consumption correlated to the function of respiratory muscles and of extensor muscles of the thigh (endurance and strength) as well as to the proportion of oxidative fibers (Type I). The cardiac output also correlated with VO2. A bivariate model demonstrated that muscle function is an independent predictor of maximum oxygen consumption, even correcting for the hemodynamic profile. Conclusion: (1) PAH patients present functional and structural changes in peripheral skeletal muscles, and (2) these changes determine overall exercise capacity limitation, independently of the hemodynamic pattern

A doença de Pompe (GSDII), autossômica recessiva, é causada pela deficiência da enzima lisossomal que degrada o glicogênio, -glucosidase ácida (GAA). O quadro clínico varia de acordo com a idade de início da doença, grau de progressão e envolvimento dos tecidos: predominantemente cardíaco e muscular esquelético na forma de início-precoce (FIP) e mais restrito no músculo esquelético na forma de início-tardio (FIT). A sobrevida média na FIP é de 9-12 meses. Com avanço dos métodos histológicos, histoquímicos e imunoistoquímicos intensificou-se a análise estrutural e funcional dos tipos de fibras musculares. O estudo da vascularização também é de importância pelo aporte nutricional e funcional das fibras. O objetivo do presente trabalho é analisar a correlação da distribuição do tipo de fibras com a forma de apresentação clínica da doença de Pompe, seu genótipo correspondente e a quantidade residual da enzima GAA. Analisou-se 10 biópsias musculares de pacientes FIP e 09 de FIT comparados com o grupo controle, pareados por idade e gênero. Os pacientes foram selecionados segundo dados clínicos e laboratoriais, sendo feito o seqüenciamento de toda parte codificante do gene e Western Blotting (WB) com anticorpo monoclonal 15362-157, cedido pela Genzyme (primário 1:200 e secundário 1:10.000). A confirmação do diagnóstico foi feita através da medida da atividade residual de GAA em papel filtro, da presença de miopatia vacuolar com grânulos PAS e fosfatase ácida positivos em biópsia muscular e pela presença de mutação no gene GAA. A reação de imunoistoquímica foi realizada para fibras tipo I (lenta), tipo II (rápida) e densidade capilar (ulex), utilizando anticorpos monoclonais, respectivamente: antimiosina lenta (1:80), anti-miosina rápida (1:40) da Novocastra e ulex da Vector (1:800). A contagem das fibras foi realizada por 2 observadores em todo fragmento do corte transversal da biópsia com auxílio de um programa semi-automatizado. Observou-se predomínio de fibras tipo II em ambos os gêneros na FIP e predomínio de fibras tipo I em mulheres e tipo II em homens, na FIT. Aumento da densidade capilar, em comparação com os controles, foi notada em ambas as formas IP e IT. Verificou-se em média 90% de fibras vacuoladas nos casos FIP com completa distorção da arquitetura, enquanto na FIT, a porcentagem de fibras vacuoladas foi variável (0-88%). Como alguns genes constitutivos influenciam na distribuição das fibras musculares, como o gene ACE, o polimorfismo deste gene foi analisado quanto aos genótipos I/I, D/D e I/D. Observou-se ausência de concordância entre o genótipo do ACE e a distribuição de fibras em 60% dos casos da FIP e FIT, atribuindo-se o resultado da distribuição do tipo de fibras como parte da patologia da doença de Pompe. A gravidade da doença variou inversamente com a quantidade de enzima residual, sendo compatível com o quadro clínico do paciente. A presença de mutação deletéria em ambos os alelos foi observada em 3/10 casos de IP, sendo que todos os 3 casos apresentaram ausência total de enzima no WB. Há maior envolvimento de fibras tipo II em GSDII, sem depleção da microcirculação muscular. Estudos demonstram que a remoção do depósito de glicogênio ocorre diferencialmente nos tipos de fibra, sendo menos eficiente nas fibras tipo II. O achado do presente estudo poderá ter implicações na resposta à recente terapêutica proposta por reposição enzimática. / The glycogen storage disease type II (GSDII), autosomal recessive disorder, is caused by the deficiency of GAA (acid -glucosidase) a lysossomal enzyme that degrades the glycogen. The clinical findings are in accordance to great variability of age onset, degree of disease progression and extent of tissue involvement: predominantly cardiac and skeletal muscle in the infantile form (I) and more restricted to the skeletal muscle in the late-onset form (LO). The average survival time of the infantile form is 9-12 months. With advances of the histological, histochemical and imunohistochemical methods structural and functional analysis of muscle fiber types were intensified. The study of the capillary density is also important for nutritional and functional aspects. The objective of the present work is to analyze the correlations of the fiber type distribution to clinical presentation, genotype and residual GAA enzymatic activity. We analyzed 10 muscle biopsies of infantile and 09 of late-onset patients and compared to age and gender matched controls. The patients were selected according to clinical and laboratorial data, molecular diagnosis by full gene sequencing, and Western Blotting (WB) with monoclonal antibody 15362-157, courtesy Genzyme Science Group (primary 1:200 and secondary 1:10.000). Diagnostic confirmation was made by GAA enzymatic measurement in DBS, presence of vacuolar myopathy in muscle biopsy, and presence of mutation in GAA gene. The imunohistochemical study was carried out by detection of type I (slow), type II (fast) fibers and capillaries, using monoclonal antibodies, respectively: anti-slow myosin (1:80), anti-fast myosin (1:40) (Novocastra) and ulex (1:800) (Vector). Morphometry was performed by 2 observers using a half-automatized program. Type II fiber predominance was observed in both gender in the infantile form, type I fiber predominance in women and type II predominance in men with LO. Increase of the capillary density, in comparison to controls was noticed in both forms. 90% of vacuolated fibers with complete distortion of fiber architecture were demonstrated in I cases, while in LO, the percentage of vacuolated fibers ranged from 0 to 88%. As some constitutive gene, like ACE, influence muscle fiber distribution, its polymorphisms I/I, D/D and I/D gene were analyzed. Absence of agreement was observed between ACE genotype and fiber type distribution in 60% of I and LO cases, which was attributed as consequence of Pompe disease pathology itself. The disease severity varied inversely to the amount of residual GAA enzymatic activity, being compatible with the patient clinical findings. The presence of deleterious mutation in both alleles was observed in 3/10 infantile cases, and all 3 presented total enzyme absence at WB. A greater fiber type II involvement was observed in GSDII, without decrease in muscle capillary density. Recent studies demonstrated that glycogen deposit removal occurs distinctively in different fiber types, being less efficient in type II fibers. The present findings might have implications in the reply to the recent proposed enzyme replacement therapy.

A doença de Pompe (GSDII), autossômica recessiva, é causada pela deficiência da enzima lisossomal que degrada o glicogênio, -glucosidase ácida (GAA). O quadro clínico varia de acordo com a idade de início da doença, grau de progressão e envolvimento dos tecidos: predominantemente cardíaco e muscular esquelético na forma de início-precoce (FIP) e mais restrito no músculo esquelético na forma de início-tardio (FIT). A sobrevida média na FIP é de 9-12 meses. Com avanço dos métodos histológicos, histoquímicos e imunoistoquímicos intensificou-se a análise estrutural e funcional dos tipos de fibras musculares. O estudo da vascularização também é de importância pelo aporte nutricional e funcional das fibras. O objetivo do presente trabalho é analisar a correlação da distribuição do tipo de fibras com a forma de apresentação clínica da doença de Pompe, seu genótipo correspondente e a quantidade residual da enzima GAA. Analisou-se 10 biópsias musculares de pacientes FIP e 09 de FIT comparados com o grupo controle, pareados por idade e gênero. Os pacientes foram selecionados segundo dados clínicos e laboratoriais, sendo feito o seqüenciamento de toda parte codificante do gene e Western Blotting (WB) com anticorpo monoclonal 15362-157, cedido pela Genzyme (primário 1:200 e secundário 1:10.000). A confirmação do diagnóstico foi feita através da medida da atividade residual de GAA em papel filtro, da presença de miopatia vacuolar com grânulos PAS e fosfatase ácida positivos em biópsia muscular e pela presença de mutação no gene GAA. A reação de imunoistoquímica foi realizada para fibras tipo I (lenta), tipo II (rápida) e densidade capilar (ulex), utilizando anticorpos monoclonais, respectivamente: antimiosina lenta (1:80), anti-miosina rápida (1:40) da Novocastra e ulex da Vector (1:800). A contagem das fibras foi realizada por 2 observadores em todo fragmento do corte transversal da biópsia com auxílio de um programa semi-automatizado. Observou-se predomínio de fibras tipo II em ambos os gêneros na FIP e predomínio de fibras tipo I em mulheres e tipo II em homens, na FIT. Aumento da densidade capilar, em comparação com os controles, foi notada em ambas as formas IP e IT. Verificou-se em média 90% de fibras vacuoladas nos casos FIP com completa distorção da arquitetura, enquanto na FIT, a porcentagem de fibras vacuoladas foi variável (0-88%). Como alguns genes constitutivos influenciam na distribuição das fibras musculares, como o gene ACE, o polimorfismo deste gene foi analisado quanto aos genótipos I/I, D/D e I/D. Observou-se ausência de concordância entre o genótipo do ACE e a distribuição de fibras em 60% dos casos da FIP e FIT, atribuindo-se o resultado da distribuição do tipo de fibras como parte da patologia da doença de Pompe. A gravidade da doença variou inversamente com a quantidade de enzima residual, sendo compatível com o quadro clínico do paciente. A presença de mutação deletéria em ambos os alelos foi observada em 3/10 casos de IP, sendo que todos os 3 casos apresentaram ausência total de enzima no WB. Há maior envolvimento de fibras tipo II em GSDII, sem depleção da microcirculação muscular. Estudos demonstram que a remoção do depósito de glicogênio ocorre diferencialmente nos tipos de fibra, sendo menos eficiente nas fibras tipo II. O achado do presente estudo poderá ter implicações na resposta à recente terapêutica proposta por reposição enzimática. / The glycogen storage disease type II (GSDII), autosomal recessive disorder, is caused by the deficiency of GAA (acid -glucosidase) a lysossomal enzyme that degrades the glycogen. The clinical findings are in accordance to great variability of age onset, degree of disease progression and extent of tissue involvement: predominantly cardiac and skeletal muscle in the infantile form (I) and more restricted to the skeletal muscle in the late-onset form (LO). The average survival time of the infantile form is 9-12 months. With advances of the histological, histochemical and imunohistochemical methods structural and functional analysis of muscle fiber types were intensified. The study of the capillary density is also important for nutritional and functional aspects. The objective of the present work is to analyze the correlations of the fiber type distribution to clinical presentation, genotype and residual GAA enzymatic activity. We analyzed 10 muscle biopsies of infantile and 09 of late-onset patients and compared to age and gender matched controls. The patients were selected according to clinical and laboratorial data, molecular diagnosis by full gene sequencing, and Western Blotting (WB) with monoclonal antibody 15362-157, courtesy Genzyme Science Group (primary 1:200 and secondary 1:10.000). Diagnostic confirmation was made by GAA enzymatic measurement in DBS, presence of vacuolar myopathy in muscle biopsy, and presence of mutation in GAA gene. The imunohistochemical study was carried out by detection of type I (slow), type II (fast) fibers and capillaries, using monoclonal antibodies, respectively: anti-slow myosin (1:80), anti-fast myosin (1:40) (Novocastra) and ulex (1:800) (Vector). Morphometry was performed by 2 observers using a half-automatized program. Type II fiber predominance was observed in both gender in the infantile form, type I fiber predominance in women and type II predominance in men with LO. Increase of the capillary density, in comparison to controls was noticed in both forms. 90% of vacuolated fibers with complete distortion of fiber architecture were demonstrated in I cases, while in LO, the percentage of vacuolated fibers ranged from 0 to 88%. As some constitutive gene, like ACE, influence muscle fiber distribution, its polymorphisms I/I, D/D and I/D gene were analyzed. Absence of agreement was observed between ACE genotype and fiber type distribution in 60% of I and LO cases, which was attributed as consequence of Pompe disease pathology itself. The disease severity varied inversely to the amount of residual GAA enzymatic activity, being compatible with the patient clinical findings. The presence of deleterious mutation in both alleles was observed in 3/10 infantile cases, and all 3 presented total enzyme absence at WB. A greater fiber type II involvement was observed in GSDII, without decrease in muscle capillary density. Recent studies demonstrated that glycogen deposit removal occurs distinctively in different fiber types, being less efficient in type II fibers. The present findings might have implications in the reply to the recent proposed enzyme replacement therapy.