New analytical methodologies for doping control – detection of anabolic androgenic steroids in human urine

Dissertation submitted to Faculdade de Ciências e Tecnologia - Universidade Nova de Lisboa in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (Biochemistry - Biotechnology)

Reabilitação respiratória na DPOC : efeito de duas intensidades de treino de exercício aeróbio nos resultados centrados no doente

RESUMO: Introdução: O treino de exercício assume uma importância fundamental nos programas de reabilitação respiratória, contudo permanece desconhecida qual a intensidade de treino efectiva na mudança dos resultados centrados no doente. Objectivos: Foram estudados os efeitos de duas intensidades de treino aeróbio na qualidade de vida relacionada com a saúde, no controlo de sintomas e na tolerância ao exercício, num programa de reabilitação respiratória para doentes com DPOC. Métodos: Trinta e quatro doentes com DPOC de estádios GOLD de ligeiro a muito grave, foram alocados aleatoriamente a intensidades de treino de exercício aeróbio de 60% ou 80% da intensidade máxima avaliada na prova de esforço num programa ambulatório de reabilitação respiratória de 20 sessões. Foram avaliados resultados centrados no doente pela aplicação do questionário respiratório de St.George, do índice de dispneia de Mahler, do questionário de actividades da vida diária do London Chest, da prova de 6 minutos, da prova de endurance a carga constante e da prova de esforço máxima incremental. Resultados: Apesar de existirem melhorias significativas em todos os resultados para ambos os grupos, a diferença média intergrupal por efeito da intensidade de treino aeróbio a 60% ou 80% da carga máxima em prova de esforço não foi significativa no questionário respiratório de St.George (p=0,306), no índice de dispneia de Mahler (p=0,378), no questionário de actividades da vida diária do London Chest (p=0,425), na prova de marcha de 6 minutos (p=0,917), na prova de endurance a carga constante (p=0,504) e na prova de esforço máxima incremental (p=0,117). Verificou-se ainda que a média das diferenças intergrupais na prova de endurance a carga constante e na prova de marcha de 6 minutos não apresentou qualquer associação com a idade dos doentes. Conclusões: O estudo permite concluir que não existem diferenças significativas nas alterações médias da qualidade de vida relacionada com a saúde, do controle de sintomas e da tolerância ao exercício em doentes com DPOC como efeito de duas intensidades de treino aeróbio. Os autores propõem para a prática clínica em reabilitação respiratória, a aplicação de intensidades de treino aeróbio individualmente adaptadas, de pelo menos 60% da carga máxima na prova de esforço inicial. -------------------------------ABSTRACT: Introduction: Exercise training is an important component of pulmonary rehabilitation, but it remains questionable as how training intensity changes patient-centered outcomes. Aims and objectives: The effects of two aerobic exercise training intensities in health-related quality of life, symptoms control and exercise tolerance in COPD patients were studied. Methods: Thirty-four COPD patients from mild to very severe GOLD stages were randomly assigned to a 60% or 80% aerobic exercise training intensity in a twenty-session outpatient pulmonary rehabilitation program. Patient-centered outcomes were assessed with St.George's respiratory questionnaire, Mahler dyspnoea index, London Chest activity of daily living, six minute walk test, constant work rate test and maximal incremental test. Results: Although there were significant improvements in all outcomes for both groups, there were no differences in mean change in St.George's respiratory questionnaire (p=0,306), Mahler dyspnoea index (p=0,378), London Chest activity of daily living (p=0,917), six-minute walk test (p=0,504), constant work rate test (p=0,504) and maximal incremental test (p=0,117), as an effect of aerobic exercise training intensity of 60% or 80%. Mean changes in constant work rate and six-minute walk test were not age-related. Conclusions: It is concluded that there are no differences in mean changes in health-related quality of life, symptoms control and exercise tolerance in COPD patients as an effect of two aerobic exercise training intensities. Therefore, the authors suggest that individually tailored exercise intensities above 60% should guide clinical practice in pulmonary rehabilitation.

Caracterização da actividade física nos idosos e a sua relação com a capacidade física, em pessoas com mais de 75 anos

RESUMO: Objectivo: O presente estudo tem como objectivo caracterizar os níveis de actividade física das pessoas com mais de 75 anos e analisar a sua relação com as diferentes componentes da aptidão física. Enquadramento: A actividade física é indispensável para todos mas, os idosos é quem mais beneficia (Fischer, 2005). Actua na prevenção e na reabilitação, fortalecendo a aptidão física, e a autonomia do idoso, permitindo manter, por mais tempo, a capacidade de execução das actividades de vida diárias (Shephard, 2003). A prática de actividade física contribui por exemplo, para a prevenção de quedas, reforçando a aptidão física e o equilíbrio postural. Por outro lado, o baixo nível de aptidão física repercute-se no aumento da actividade sedentária. Os homens têm uma adesão à actividade física de 45% e as mulheres de 28% (Melo et. al., 2007). Métodos: Este é um estudo observacional, correlacional e transversal. Foram avaliados 66 participantes (média de idade de 80,11 ± 3,83 anos), não institucionalizados. O processo de amostragem foi não probabilístico acidental por conveniência. Todos os idosos deram o seu consentimento informado. A actividade física foi avaliada através do questionário do Yale Physical Activity Survey, e foi desenvolvido um diário, para uma semana-tipo, para averiguar os hábitos de actividades diárias, nas últimas quatro semanas. A aptidão física foi avaliada pela bateria de testes de Rikli e Jones (1999),nomeadamente a força, a flexibilidade, a resistência aeróbia e a agilidade e equilíbrio. Os dados foram analisados através da estatística descritiva e para averiguar as possíveis associações entre a actividade física e a aptidão física, recorreu-se á estatística inferencial. Não tendo sido verificada a normalidade da amostra com o teste kolmogorov-smirnov, foram utilizados testes não paramétricos, nomeadamente o teste U Mann – Whitney e o coeficiente de correlação de Spearman (p≤0,05). Resultados: Constatou-se que os idosos em média praticavam 480, 23 minutos por semana de actividade moderada, cerca 11,04% do seu tempo, superior ao recomendado pela literatura (>150 minutos por semana). A actividade física moderada apresentou relações positivas com a aptidão física, na força dos membros inferiores, na resistência aeróbia e na agilidade e equilíbrio. Os homens têm maior agilidade e equilíbrio (p=0,002) e força dos membros inferiores (p=0,025) que as mulheres. Os homens passam mais tempo em actividade moderada do que as mulheres. Ainda superam no gasto energético em cada actividade que praticam durante a semana. As mulheres passam mais tempo em actividade sedentária e actividade ligeira. Conclusão: Quanto mais tempo de prática de actividade física moderada melhor a força dos membros inferiores, a resistência aeróbia, a agilidade e o equilíbrio dinâmico. Recomenda-se uma reflexão sobre a possível intervenção na estruturação das actividades diárias do idoso e uma intervenção mais direccionada às idosas, na força do membro inferior, na agilidade e na resistência aeróbia.----------------------- ABSTRACT:Purpose: The present study aims to characterize the physical activity levels of people over 75 years and analyze their relationship with the different components of physical fitness. Background: Physical activity is essential for all but the elderly who are more benefit (Fischer, 2005). It works on prevention and rehabilitation, strengthening physical fitness,and independence of older people, maintaining, for longer, the ability to implement the activities of daily living (Shephard, 2003). The physical activity contributes for example, for the prevention of falls by strengthening physical fitness and postural balance. Moreover, the low level of physical fitness level is reflected in the increase of sedentary activity. Men have an adherence to physical activity of 45% and women 28% (Melo et. al, 2007) Methods: This was an observational, cross-sectional and correlational. We evaluated 66 participants (mean age 80.11 ± 3.83 years), not institutionalized. The sampling procedure was non accidental probabilistic convenience. All seniors gave their informed consent. Physical activity was assessed by questionnaire at the Yale Physical Activity Survey was developed and a diary-type for a week, to ascertain the habits of daily activities in the last four weeks. Physical fitness was assessed by the battery of tests Rikli and Jones (1999), including strength, flexibility, endurance and agility and balance. Data were analyzed using descriptive statistics and to investigate possible associations between physical activity and physical fitness, we used will inferential statistics. Not having been verified the sample normality with Kolmogorov-Smirnov test, we used non-parametric tests, including the test U Mann - Whitney and Spearman correlation coefficient (p ≤ 0.05). Results: It was found that older people on average practiced 480, 23 minutes per week of moderate activity, about 11,04% of the time, higher than recommended in the literature (> 150 minutes per week). A moderate physical activity had positive correlations with physical fitness, lower limb strength, endurance and aerobic agility and balance. Men have greater agility and balance (p = 0.002) and lower-limb strength (p = 0.025) than women. Men spend more time in moderate activity than women. Still outweigh the energy expenditure for each activity they practice during the week. Women spend more time in sedentary activity and light activity. Conclusion: The more practice time in moderate physical activity best lower-limb strength,aerobic resistance, agility and dynamic balance. It is recommended that a reflection on the possible intervention in structuring the daily activities of the elderly and a more targeted to the woman elderly, especially lower limb strength, agility and endurance.

A doença pulmonar obstrutiva crónica e o exercício: impacto da doença no declínio funcional e importância do treino de exercício nos benefícios para a saúde

RESUMO: A reabilitação respiratória (RR) é uma intervenção abrangente e interdisciplinar dirigida aos doentes respiratórios crónicos e inclui o treino de exercício, programas de educação e de modificação comportamental, entre outros, desenhados individualmente para melhorar o desempenho físico e psicossocial e promover a adesão a longo prazo a comportamentos promotores de saúde. A doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) é uma doença comum, afetando cerca de 210 milhões de pessoas em todo o mundo, com elevada mortalidade e com custos económicos significativos decorrentes do agravamento progressivo da doença, das hospitalizações e de reinternamentos frequentes. Apesar do crescente conhecimento da DPOC e do papel da RR nos benefícios para a saúde, existem aspetos ainda não esclarecidos que têm impacto na prática clínica e de investigação e nas decisões das autoridades de saúde. A primeira parte desta tese focou a DPOC e o seu impacto negativo e incluiu: o estudo da prevalência da DPOC em Portugal; os fatores clínicos e funcionais que se associam à mortalidade em doentes com DPOC avançada; a morbilidade, impacto funcional e risco dos doentes se tornarem dependentes para as atividades diárias e a influência da inflamação sistémica. A prevalência estimada da DPOC de 14,2% indica que esta é uma doença comum em Portugal e alerta para a necessidade de uma maior sensibilização da população, dos profissionais de saúde e autoridades de saúde com vista a um diagnóstico precoce e à alocação dos recursos terapêuticos adequados. A elevada taxa de mortalidade em doentes com DPOC avançada - 36,6% em 3 anos - associou-se a insuficiência respiratória, a elevado número de exacerbações, ao cancro do pulmão e a reduzida capacidade funcional para a marcha, salientando a importância da referenciação precoce para RR, a identificação e o tratamento das comorbilidades e a prevenção das exacerbações. A aplicação de um questionário que avaliou as atividades da vida diária básicas e instrumentais, permitiu identificar um marcador clínico do risco de dependência, complementando as avaliações funcionais e associando-se a outros marcadores de mau prognóstico, como as exacerbações. Em doentes com DPOC, com FEV1 médio de 46,76% (desvio padrão: 20,90%), 67% da categoria D do GOLD, verificou-se uma associação positiva entre a expressão de genes inflamatórios avaliada pela reação em cadeia da polimerase (ARN mensageiro de IFNg, IL1b, IL6, IL8, TNFa, TGFb1, iNOS) e o índice de massa corporal em repouso, acentuando-se após o exercício. Este estudo aponta a inflamação como o potencial elo de ligação entre a obesidade e a inflamação sistémica em doentes com DPOC. A segunda parte da tese focou a RR, nomeadamente os seus efeitos em doentes das categorias GOLD A, B, C e D; o impacto das comorbilidades nos resultados da RR e os resultados de diferentes intensidades de treino aeróbio. Após o programa de RR, verificaram-se melhorias significativas na capacidade de exercício funcional e de endurance e no estado geral de saúde dos doentes de todas as categorias GOLD. Esta classificação não distingue os doentes que melhor poderão beneficiar desta intervenção, indicando que devem ser referenciados para RR, os doentes sintomáticos ou com repercussão na qualidade de vida, independentemente da categoria da DPOC a que pertençam. A prevalência das comorbilidades no grupo de doentes com DPOC que é referenciado para RR, é elevada, sendo as mais frequentes, as cardiovasculares, as respiratórias e as psicológicas. Apesar de poderem diminuir o impacto da RR, os resultados desta foram semelhantes independentemente do número de comorbilidades. A identificação e o tratamento sistemáticos das comorbilidades conferem maior segurança clínica a esta intervenção terapêutica a qual, por apresentar bons resultados, não deve limitar a referenciação dos doentes. Com o programa de RR, verificou-se melhoria significativa em todos os resultados centrados no doente para ambas as intensidades de treino aeróbio, a 60% e a 80% da potência aeróbica máxima (Wmax), com melhoria do estado geral de saúde, nos sintomas e na capacidade para o exercício, o que questiona a indicação sistemática de elevadas intensidades de treino em doentes com DPOC para a obtenção de benefícios a curto prazo. Na terceira e última parte da tese foi estudado o papel da atividade física na DPOC, focando os fatores que influenciam a atividade física diária; a evolução da capacidade funcional e o estado de saúde 2 anos após um programa de RR e o papel da telemonitorização na quantificação e monitorização da atividade física. Confirmámos que os doentes com DPOC são marcadamente sedentários e os fatores que se associaram ao sedentarismo nestes doentes foram a dispneia e a distância percorrida na prova de marcha de seis minutos. Este estudo sublinha a importância do controlo sintomático, nomeadamente da dispneia, bem como, mais uma vez, o potencial papel da reabilitação respiratória no aumento da capacidade funcional para o exercício e na aquisição de hábitos de vida fisicamente ativa. Verificámos que, apesar de os doentes com DPOC apresentarem benefícios clinicamente significativos na capacidade funcional para o exercício e no estado geral de saúde com o programa de RR, apenas os que se mantêm ativos, podem, no final dos dois anos de seguimento, manter os efeitos benéficos desse programa. O sistema de telemonitorização que combina a oximetria e a quantificação da atividade física provou ser clinicamente útil na avaliação da necessidade de oxigenoterapia de longa duração (OLD) e na aferição do débito de oxigénio em repouso, no esforço e no sono, podendo contribuir para uma melhor adequação da prescrição da OLD. A monitorização dos níveis de atividade física regular é um importante instrumento de avaliação dos programas de RR e o seu uso potencial na telereabilitação permitirá prolongar a eficácia dos programas e reduzir os custos associados aos cuidados de saúde.---------------------------------------------------------------------------------------------------ABSTRACT: Pulmonary rehabilitation (PR) is a comprehensive interdisciplinary intervention that includes, but is not limited to, exercise training, education, and behavior change, individually designed to improve physical and psychological conditions of people with chronic respiratory disease and to promote long-term adherence to health-enhancing behaviors. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a common disease, affecting about 210 million people worldwide, with high mortality and significant health-related costs due to disease progression, hospitalizations and frequent hospital readmissions. Although the increasing knowledge about COPD and benefitial outcomes of PR, some aspects with impact in clinical practice, research and health authorities’ decisions, remain to be clarified. The first part of this thesis focused on COPD and its negative impact, including the study of COPD prevalence in Portugal; clinical and functional factors associated with mortality in advanced COPD patients; morbidity, functional impact and risk of others’ dependance to perform activities of daily living; and the role of systemic inflammation. The evidence of 14.2% estimated COPD prevalence as a common disease in Portugal raises the need of an increasing awareness of population, health care professionals and health authorities towards an earlier diagnosis and apropriate treatment resources allocation. High mortality in patients with advanced COPD – 36.6% in 3 years - was associated with respiratory failure, high frequency of exacerbations, lung cancer and a low functional capacity in walking. This highlightens the importance of an earlier referral to PR, comorbidity identification and treatment, and prevention of exacerbations. A questionnaire evaluated basic and instrumental activities of daily living, and identified a clinical marker of the risk of becoming dependent. This clinical marker complemented other functional evaluations and was associated with prognosis markers such as the number of exacerbations. In COPD patients with a mean FEV1 46.76% (SD 20.90%), 67% belonging to GOLD grade D, we found a positive association between inflammatory gene expression evaluated by polymerase chain reaction (IFNg, IL1b, IL6, IL8, TNFa, TGFb1, iNOS RNA messenger) and body mass index at rest, and a further increase with exercise. This study evidenced obesity as one potential link between COPD and systemic inflammation. The second part of this thesis focused PR, namely its outcomes in patients of GOLD categories A, B, C and D; comorbidities impact in PR outcomes, and the impact of different exercise training intensities in patient related outcomes. xviii With PR intervention, we found significant improvement in functional exercise capacity, endurance exercise capacity and health status in patients of all GOLD categories. This classification did not differentiate which patients would benefit more from PR, hence all symptomatic patients with a negative impact in health status should be referred to PR, regardless of the GOLD category they belong to. There is a high prevalence of comorbidities in COPD patients referred to PR, being cardiovascular, respiratory and psychological, the most prevalent. Although some comorbidities might reduce PR impact, the results were similar regardless of the number of comorbidities. Systematic comorbidities identification and treatment provides safety to PR intervention, and its good results should not preclude patients referral. With PR intervention we found a significant improvement in all patient reported outcomes for exercise training intensities at 60% and 80% maximum work rate (Wmax), namely in health status, symptoms and exercise capacity. These findings challenge the current systematic indication of high exercise training intensities to achieve PR short-term benefits. In the third and last part of the thesis, the role of physical activity in COPD was studied, focusing factors that may influence daily physical activity; the evolution of functional capacity and health status two years after a PR program, and the role of a telemonitoring system in physical activity quantification and monitoring. We confirmed that COPD patients are markedly inactive and factors associated with a sedentary lifestyle are dyspnea and 6 minute walking distance. This study emphasized the importance of symptom control, namely of dyspnea, as well as, once again, the potential role of PR in functional exercise improvement and in integrating physically active habits in daily life. We verified that, although COPD patients improve functional exercise capacity and health status after a PR program, only those who kept physical activity habits were able to maintain those effects after 2 years of follow-up. A telemonitoring system that combines oximetry and physical activity quantification proved to be clinically useful in the evaluation of long-term oxygen therapy (LTOT) indication, as well as in the titration of oxygen levels at rest, exertion, and sleeping, which might contribute to a more adequate LTOT prescription. Monitoring of daily physical activity levels is an important PR evaluation instrument and its potential use in telerehabilitation might allow lengthening programs efficacy, while reducing health-care costs.