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

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Introdução: A correção anatômica da transposição das grandes artérias após o período neonatal demanda a preparação prévia do ventrículo subpulmonar, com bandagem do tronco pulmonar, para induzir a hipertrofia ventricular. Estudos experimentais prévios demonstraram que a sobrecarga sistólica intermitente determina uma hipertrofia ventricular mais eficiente, em relação à bandagem convencional (fixa) do tronco pulmonar. Os mecanismos adaptativos envolvidos no retreinamento do ventrículo subpulmonar ainda não estão completamente estabelecidos, pois se sabe que, além da hipertrofia e hiperplasia das células contráteis, também células do interstício e vasos sofrem alterações fenotípicas. Permanece indefinida a taxa ideal de incremento, tanto da matriz extracelular quanto da vascularização do miocárdio na situação do retreinamento ventricular, para suportar a resistência sistêmica. Objetivo: Avaliar a adaptação do ventrículo subpulmonar no que se refere a apoptose e estímulo à neovascularização miocárdica em resposta à sobrecarga pressórica contínua versus intermitente, obtida pela bandagem ajustável do tronco pulmonar de cabritos jovens. Método: Foram utilizados 21 cabritos hígidos, com idade de 30 a 60 dias e pesos comparáveis, divididos em três grupos: Controle (n = 7, sem sobrecarga sistólica), Contínuo (n = 7, sobrecarga sistólica contínua do VD), Intermitente (n = 7, 12 horas/dia de sobrecarga sistólica intermitente do VD). A sobrecarga sistólica do VD foi mantida por 96 horas no grupo Contínuo e por quatro períodos de 12 horas, alternados com 12 horas de descanso, no grupo intermitente. Os animais do grupo Controle foram submetidos ao implante do dispositivo de bandagem, o qual foi mantido desinsuflado. As medidas hemodinâmicas foram tomadas diariamente, antes e após o ajuste da sobrecarga sistólica. Avaliações ecocardiográficas foram realizadas no pré-operatório e no final do protocolo de estudo. Após 96 horas de estudo, os animais foram mortos para avaliação dos parâmetros morfológicos (peso e conteúdo de água das massas cardíacas e análise imuno-histoquímica da apoptose e da expressão do VEGF). Resultados: Ao final do protocolo, o ecocardiograma revelou uma diferença significativa da espessura do VD no grupo Intermitente (+129,2%), quando comparado ao grupo Contínuo (+58,2%; p < 0,001) e de ambos os grupos de estudo quando comparados ao grupo Controle (p < 0,001). Sob a análise morfológica, ambos os grupos de estudo apresentaram ganho de magnitude semelhante nas massas do VD (Intermitente: + 115,8%; Contínuo: + 90,8%; p < 0,0001) e do septo (Intermitente: +55,8%; Contínuo: + 45,4%; p < 0,047), em relação ao grupo Controle, apesar do menor tempo de sobrecarga pressórica no grupo Intermitente. O protocolo de sobrecarga sistólica do VD não influenciou a massa muscular do VE. Houve um discreto aumento do conteúdo de água do VD (Contínuo: +3,5%, Intermitente: +4,6%) e do septo (ambos os grupos de estudo: +3,5%) em relação ao grupo Controle (p < 0,002). A expressão do VEGF foi maior no VD do grupo Intermitente (2,89% ± 0,41%; p=0,005) em relação ao VD dos demais grupos (Controle: 1,43% ± 0,18%; Contínuo: 1,80% ± 0,19%). A expressão desta molécula no miocárdio do VD do grupo Intermitente foi também maior que o do VE e septo dentro do mesmo grupo (p < 0,050). Não houve diferença na expressão do VEGF das demais massas cardíacas (VE: p > 0,252; Septo: p > 0,740). Em relação à apoptose, não foram observadas diferenças significativas no miocárdio do VD dos três grupos (Caspase: p=0,784; TUNEL: p=0,374). Conclusões: Ambos os grupos de estudo desenvolveram hipertrofia miocárdica do VD, não acompanhada de edema miocárdico importante ou apoptose. No entanto, a sobrecarga sistólica intermitente promoveu maior expressão do VEGF no miocárdio do VD. Esta associação entre sinalização de proliferação vascular e hipertrofia tem implicações importantes quando se objetiva preparar um ventrículo para suportar pressões sistêmicas, uma vez que o desejável é que a proliferação vascular ocorra de forma sustentada, permitindo uma hipertrofia do VD mais eficiente / Introduction: Surgical correction of transposition of the great arteries beyond the neonatal period needs a previous pulmonary artery band to promote left ventricular hypertrophy thereby preparing the ventricle. Experimental studies have demonstrated that intermittent systolic overload causes a more efficient ventricular hypertrophy, as compared to traditional pulmonary artery banding. The adaptive mechanisms involved in the subpulmonary ventricle retraining are not completely established. Nevertheless, besides the hypertrophy and/or hyperplasia of the contractile cardiomyocytes, noncontractile cells (vascular and interstitial) from the stimulated ventricle also present structural phenotype changes. It remains unclear the ideal increasing rate of the myocardial interstitium as well as capillary vessel proliferation in the process of ventricular retraining before undertaking the arterial switch. Objective: This study sought to assess adaptive changes of the subpulmonary ventricle in regards to vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and apoptosis in young goats submitted to continuous versus intermittent systolic overload by means of an adjustable pulmonary artery band. Methods: 21 young goats were separated into 3 groups: Control (no systolic overload), Continuous (96-hour continuous systolic overload), and Intermittent (four 12-hour periods of systolic overload paired with a 12-hour resting period). Systolic overload was adjusted to achieve a 0.7 RV / aortic pressure ratio. Hemodynamic evaluations were performed before and after systolic overload every day postoperatively. Echocardiograms were obtained preoperatively and at the end of protocol. After the study period, the animals were humanely killed for morphologic assessment, apoptosis and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression. Results: Echocardiography revealed a marked increase in RV wall thickness in the Intermittent group (+129.2%), compared with the Continuous group (+58.2%; p<0.001), as well as both trained groups compared to Control group (p < 0.001). Regardless of the shorter systolic overload exposure of Intermittent group, both study groups had a similar increase in RV mass (Intermittent: + 115.8%; Continuous: +90.8%; p < 0.001), and septal mass (Intermittent: + 55.8%; Continuous: + 45.4%; p < 0.047), compared with the Control group. No significant changes in the left ventricle mass were seen. There was a negligible but significant increase in water content of RV (Continuous: +3.5%, Intermittent: +4.6%) and septal masses (both study groups: +3.5%) compared with that in the Control group (p < 0.002). RV VEGF expression was greater in the Intermittent group (2.89% ± 0.41%) than in the Continuous (1.80% ± 0.19%) and Control (1.43% ± 0.18%) groups (p < 0.023). VEGF expression in the myocardium of the right ventricle in the Intermittent group was also greater than that in the left ventricle and septum within the same group (p < 0.050). There was no significant difference in VEGF expression between the other cardiac sections or within the Control and Continuous groups. Regarding apoptosis, there were no significant changes in the RV myocardium of the three groups (Caspase: p=0,784; TUNEL: p=0,374). Conclusions: Both study groups have developed RV hypertrophy with no apoptosis or relevant myocardial edema. Nevertheless, intermittent systolic overload causes upregulation of VEGF expression in the subpulmonary ventricle, an adaptation that provides a mechanism for increased myocardial perfusion during the rapid myocardial hypertrophy of young goats. The association of the marked increase in RV mass and increased angiogenesis signaling has an important implication on the subpulmonary ventricle retraining protocol by promoting a compensatory growth of the coronary vasculature, allowing for a more efficient hypertrophy

L’obstruction de la chambre de chasse du ventricule droit (OCCVD) chez les adultes subissant une chirurgie cardiaque est un diagnostic rarement décrit dans la littérature. Dans le cadre de cette maîtrise, plusieurs études ont été réalisées afin de répondre aux questions suivantes qui sont importantes cliniquement : Quelle est la prévalence de l’OCCVD en chirurgie cardiaque adulte? Et quelle est sa prévalence dans une population adulte de chirurgie cardiaque sous surveillance hémodynamique constante avec un cathéter pulmonaire capable de mesure le gradient de pression de la chambre de chasse du ventricule droit? D’abord, une revue de littérature sur l’OCCVD a été réalisée en faisant une recherche systématique avec des mots-clés dans la base de données MEDLINE dans PubMed. À partir de toutes les études décrivant l’OCCVD en chirurgie cardiaque adulte, une prévalence de 4 % a été calculée. L’étiologie la plus courante de ce phénomène était mécanique et associée à une compression extrinsèque. Par la suite, une étude rétrospective sur une base de données du centre hospitalier affilié au programme a démontré une corrélation positive entre la survenue d’une OCCVD et une détérioration clinique postopératoire. Un total de 295 patients de 67.2 ± 9.26 ans (79% male) avec des mesures d’OCCVD pré et post-circulation extracorporelle (CEC) ont été analysés. Une OCCVD avec un gradient ≥ 6 mmHg a été observée avant la CEC chez 89 patients [30,2 % (25,1 % - 35,6 %)] et après la CEC chez 129 patients [43,7 % (38,2 % - 49,4 %)]. Nous avons déterminé que l’OCCVD est une complication rare mais importante à étudier et à suspecter puisqu’elle peut être ciblée par des traitements selon son étiologie. / Right ventricular outflow tract obstruction (RVOTO) is a diagnosis rarely described in adult patients undergoing cardiac surgery. In order to write this Master’s thesis, studies were conducted to determine the prevalence of RVOTO in adult cardiac surgery patients, as well as the prevalence in a similar population with continuous monitoring of pressure gradient data across the right ventricular outflow tract using a pulmonary artery catheter. First, we reviewed the literature on RVOTO by performing a systematic keyword search in the MEDLINE database via PubMed. A prevalence of 4% was calculated by extrapolating the results of all the studies describing RVOTO in adult cardiac surgery. The most common etiology for this phenomenon was mechanical and subsequent to an extrinsic compression. Second, a retrospective study on a database from the university-affiliated hospital center showed a positive correlation between the development of RVOTO and a postoperative clinical decline. A total of 295 patients aged 67.2 ± 9.26 years old (79% male) with RVOTO data from before and after cardiopulmonary bypass (CPB) were analysed. A RVOTO with a gradient ≥ 6 mmHg was observed before CPB in 89 patients [30.2% (25.1% - 35.6%)] et after CPB in 129 patients [43.7 % (38.2 % - 49.4 %)]. We determined that RVOTO is a rare but important complication because it can be targeted with therapies according to its etiology.