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dc.contributor.authorHeubel, Alessandro Domingues
dc.date.accessioned2023-02-23T11:21:51Z
dc.date.available2023-02-23T11:21:51Z
dc.date.issued2023-02-14
dc.identifier.citationHEUBEL, Alessandro Domingues. Comprometimento endotelial, recuperação funcional e efeitos da ventilação não invasiva em pacientes hospitalizados: uma contribuição para as populações COVID-19 e DPOC exacerbada. 2023. Tese (Doutorado em Fisioterapia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17405.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17405
dc.description.abstractEndothelial dysfunction influences in multiple disease conditions, including COVID-19 and exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (ECOPD). In COVID-19, although the endothelium plays an important role in the worsening and complications of the disease, little is known about the characteristics that contribute to endothelial dysfunction during acute viral infection. In patients with ECOPD, while noninvasive ventilation (NIV) is a frequently used tool in the management of respiratory failure, the effects of this therapy on endothelial function are not known. Furthermore, in addition to vascular dysfunction, ECOPD hospitalized patients tend to have decreased exercise tolerance, which may persist for months. In this context, little is known about the role of muscle strength in the recovery of exercise capacity. Therefore, this PhD thesis is composed of 3 studies that aimed to elucidate the presented knowledge gaps. Study 1 – Objective: To identify determinants of endothelial dysfunction in patients hospitalized with acute COVID-19. Methods: Cross-sectional study including 109 patients hospitalized with COVID-19 in noncritical status. Clinical data (age, sex, comorbidities and medications) and body mass index (BMI) were obtained. Laboratory tests included serum hemoglobin, leukocytes, lymphocytes, platelets, C-reactive protein, ferritin, D-dimer, and creatinine. Physical function was assessed using a handgrip dynamometer. Endothelial function was assessed non-invasively using the flow-mediated dilation (FMD) method. Results: The sample average age was 51 years, 51% were male, and the most frequent comorbidity was obesity (62%). Univariate analysis showed association of lower FMD with higher BMI, hypertension, use of oral antihypertensive, higher blood levels of creatinine, and larger baseline artery diameter. After adjusting for confounders, the multivariate analysis showed BMI as the major factor associated with FMD (95% CI -0.26, -0.11; P < 0.001). Other factors associated with FMD were baseline artery diameter (95% CI -1.77, -0.29; P = 0.007) and blood levels of creatinine (95% CI -1.99, -0.16; P = 0.022). Conclusion: BMI was the main factor associated with endothelial dysfunction in non-critically hospitalized COVID-19 patients, which may explain one of the pathways in which obesity may increase the risk for severe disease. Study 2 – Objective: Quasi-experimental study including 21 ECOPD patients that were assessed in a hospital ward setting from 24 to 48 hours after admission. NIV was applied using a ventilator with bilevel pressure support. Before and after NIV protocol, patients were evaluated regarding endothelial function (FMD method) and arterial blood gas analysis. Other baseline evaluations included clinical and anthropometric data, and laboratory tests. Results: The total group showed a significant improvement in FMD as a result of NIV effect (P = 0.010). While arterial carbon dioxide and oxygen were not altered, oxygen saturation increased after NIV (P = 0.045). The subgroup comparison of responders (FMD ≥ 1%) and non-responders (FMD < 1%) showed significant baseline differences in BMI (P = 0.019) and predicted forced expiratory volume in one second (FEV1) (P = 0.007). In univariate and multivariate analyses, both BMI and FEV1 were determinant for endothelial response to NIV. Conclusion: NIV acutely improves endothelial function in hospitalized ECOPD patients. Overweight and disease severity may represent important characteristics for the magnitude of vascular response. Study 3 – Objective: To assess whether respiratory and peripheral muscle strength influence recovery of exercise capacity in patients hospitalized due to ECOPD. Methods: Observational prospective study including 27 ECOPD patients (aged 69 ± 7 years, 56% male). The following assessments were performed within 24 to 72 hours of hospital admission: (i) respiratory muscle strength, measured by maximal inspiratory and expiratory pressures (MIP and MEP); (ii) peripheral muscle strength, assessed by handgrip and quadriceps muscle strength; and (iii) exercise capacity, measured by 6-min walking distance (6MWD). The 6MWD was reassessed 30 days later to determine the recovery of exercise capacity. Results: After 30 days, while 63% of the patients showed clinically important improvement in the 6MWD (recovery ≥ 30 m), 37% showed no change (recovery < 30 m). During hospital stay, the non-recovered group had lower quadriceps muscle strength compared to the recovered group (15 ± 5 vs. 22 ± 6 kgf; P = 0.006), with no significant difference for MIP, MEP and handgrip strength. Only quadriceps muscle strength was associated with recovery of exercise capacity (r = 0.56; P = 0.003). Conclusion: ECOPD patients with quadriceps muscle weakness during hospitalization have poor recovery of exercise capacity after 30 days. This finding suggests the importance of early rehabilitation to improve quadriceps strength and accelerate functional recovery after ECOPD. Final considerations and future directions: Given the findings, we conclude: (1) Obesity is the condition that most contributes to endothelial dysfunction during acute COVID-19. Although this finding suggests one of the pathways for severe COVID-19 in obese patients, we consider it essential that longitudinal studies investigate whether this greater impairment of endothelial function represents a worsening of clinical outcomes; (2) NIV acutely improves endothelial function in patients with ECOPD. Although this knowledge indicates a new therapeutic perspective for the NIV use, future investigations should address the modulating mechanisms of this response, as well as verify whether this acute benefit translates into improved clinical outcomes; (3) In ECOPD patients, decreased quadriceps strength during hospitalization is associated with worse recovery of exercise capacity after 30 days. This finding highlights the importance of considering early pulmonary rehabilitation, starting during hospitalization. However, evidence on this subject is still insufficient and high-quality clinical studies are needed.eng
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectCOVID-19por
dc.subjectDoença pulmonar obstrutiva crônicapor
dc.subjectEndotélio vascularpor
dc.subjectVentilação não invasivapor
dc.subjectTolerância ao exercíciopor
dc.subjectForça muscularpor
dc.titleComprometimento endotelial, recuperação funcional e efeitos da ventilação não invasiva em pacientes hospitalizados: uma contribuição para as populações COVID-19 e DPOC exacerbadapor
dc.title.alternativeEndothelial impairment, functional recovery and effects of non-invasive ventilation in hospitalized patients: a contribution for populations with COVID-19 and exacerbated COPDeng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Mendes, Renata Gonçalves
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9634590922242052por
dc.description.resumoA disfunção do endotélio vascular exerce influência em múltiplas condições de doença, incluindo a COVID-19 e a exacerbação da doença pulmonar obstrutiva crônica (EDPOC). Na COVID-19, embora o endotélio tenha papel importante no agravamento e complicações da doença, pouco se conhece sobre as características que contribuem para a disfunção endotelial durante a infecção viral aguda. Em pacientes com EDPOC, enquanto a ventilação não invasiva (VNI) é um recurso frequentemente utilizado para o manejo da insuficiência respiratória, não há conhecimento sobre os efeitos dessa mesma terapia na função do endotélio. Além disso, somando-se à disfunção vascular, pacientes hospitalizados com EDPOC tendem a apresentar diminuição da tolerância ao exercício, que pode persistir por meses. Nesse contexto, pouco se sabe a respeito do papel da força muscular na recuperação da capacidade de exercício após a alta hospitalar. Assim sendo, a presente tese é constituída por 3 estudos que objetivaram elucidar as lacunas apresentadas. Estudo 1 – Objetivo: Identificar os determinantes da disfunção endotelial em pacientes hospitalizados com COVID-19 aguda. Métodos: Estudo transversal envolvendo 109 pacientes hospitalizados com COVID-19 em estado não crítico. Dados clínicos (idade, sexo, comorbidades e medicamentos) e o índice de massa corporal (IMC) foram obtidos. Exames laboratoriais incluíram hemoglobina sérica, leucócitos, linfócitos, plaquetas, proteína C reativa, ferritina, dímero D e creatinina. A função física foi avaliada por meio da dinamometria de preensão manual. A função endotelial foi avaliada de forma não invasiva, usando o método de dilatação mediada pelo fluxo (FMD, do inglês flow-mediated dilation). Resultados: A idade média da amostra foi de 51 anos, 51% eram do sexo masculino e a comorbidade mais frequente foi a obesidade (62%). A análise univariada mostrou associação entre menores valores de FMD com maior IMC, hipertensão, uso de anti-hipertensivo oral, níveis sanguíneos mais elevados de creatinina e maior diâmetro basal da artéria braquial. Após o ajuste para fatores de confusão, a análise multivariada mostrou o IMC como o principal fator associado à FMD (IC 95% entre -0,26 e -0,11; P < 0,001). Outros fatores associados à FMD foram o diâmetro basal da artéria (IC 95% entre -1,77 e -0,29; P = 0,007) e os níveis séricos de creatinina (IC 95% entre -1,99, -0,16 e P = 0,022). Conclusão: O IMC foi o principal fator associado à disfunção endotelial em pacientes com COVID-19 hospitalizados em estado não crítico, o que pode explicar uma das vias pelas quais a obesidade aumenta o risco para forma grave da doença. Estudo 2 – Objetivo: Investigar se a VNI altera agudamente a função endotelial em pacientes hospitalizados com EDPOC. Métodos: Estudo quase-experimental incluindo 21 pacientes hospitalizados com EDPOC. Os pacientes foram avaliados em leito de enfermaria, de 24 a 48 horas após a admissão hospitalar. A VNI foi aplicada em ventilador com suporte pressórico de dois níveis. Antes e após o protocolo de VNI, os pacientes foram avaliados quanto à função endotelial (usando a FMD) e gasometria arterial. Outras avaliações incluíram a coleta de dados clínicos, antropométricos e exames laboratoriais. Resultados: O grupo total apresentou uma melhora significativa na FMD como resultado do efeito da VNI (P = 0,010). Enquanto o dióxido de carbono arterial e o oxigênio não foram alterados, a saturação de oxigênio aumentou após a VNI (P = 0,045). A comparação entre os subgrupos de respondedores (FMD ≥ 1%) e não respondedores (FMD < 1%) mostrou diferenças significativas no IMC (P = 0,019) e volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1) (P = 0,007). Nas análises univariadas e multivariadas, tanto o IMC quanto o VEF1 foram determinantes para a resposta endotelial à VNI (P < 0,05). Conclusão: A VNI proporciona melhora aguda na função endotelial em pacientes hospitalizados com EDPOC. O sobrepeso e a gravidade da doença podem representar características importantes para a magnitude da resposta vascular. Estudo 3 – Objetivo: Avaliar se a força muscular respiratória e periférica influencia a recuperação da capacidade de exercício em pacientes com EDPOC grave. Métodos: Estudo longitudinal no qual foram incluídos 27 pacientes hospitalizados com EDPOC (69 ± 7 anos, 56% homens). As seguintes avaliações foram realizadas no período de 24-72h após a admissão hospitalar: (i) força muscular respiratória, medida por meio das pressões inspiratórias e expiratórias máximas (PImáx e PEmáx); (ii) força muscular periférica, avaliada pela força muscular de preensão manual e de quadríceps; e (iii) capacidade de exercício, medida pela distância no teste de caminhada de 6 minutos (DTC6). A DTC6 foi reavaliada 30 dias depois para determinar a recuperação da capacidade de exercício. Resultados: Após 30 dias, enquanto 63% dos pacientes apresentaram melhora clinicamente importante na DTC6 (recuperação ≥ 30 m), 37% não apresentaram mudança (recuperação < 30 m). Durante a internação, o grupo não recuperado apresentou menor força muscular do quadríceps em relação ao grupo recuperado (15 ± 5 vs. 22 ± 6 kgf; P = 0,006), sem diferença significativa para PImáx, PEmáx e força de preensão manual. Apenas a força muscular do quadríceps foi associada à recuperação da capacidade de exercício (r = 0,56; P = 0,003). Conclusão: Durante a hospitalização por EDPOC, paciente com menor força muscular do quadríceps apresentam pior recuperação da capacidade de exercício após 30 dias. Este achado sugere a importância da reabilitação precoce, a fim de melhorar a força do quadríceps e acelerar a recuperação funcional após EDPOC. Considerações finais e direcionamentos futuros: Diante dos achados, concluímos: (1) A obesidade é a condição que mais contribui para a disfunção endotelial durante a COVID-19 aguda. Embora esse resultado sugira uma das vias para agravamento da COVID-19 em pacientes obesos, é fundamental que estudos longitudinais investiguem se esse maior prejuízo da função endotelial representa piora de desfechos clínicos; (2) A VNI melhora agudamente a função endotelial de pacientes com EDPOC. Mesmo que esse conhecimento indique uma nova perspectiva terapêutica para a utilização da VNI, investigações futuras devem se debruçar sobre os mecanismos moduladores dessa resposta, assim como verificar se esse benefício agudo se traduz em melhora de desfechos clínicos; (3) Em pacientes com EDPOC, a diminuição da força de quadríceps durante a hospitalização é associada a pior recuperação da capacidade de exercício após 30 dias. Esse achado reforça a importância de se considerar a reabilitação pulmonar precoce, iniciada ainda no âmbito hospitalar. No entanto, evidências acerca desse assunto ainda são insuficientes e ensaios clínicos de alta qualidade são necessários.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Fisioterapia - PPGFtpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS DA SAUDE::FISIOTERAPIA E TERAPIA OCUPACIONALpor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0268406461810882por


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