Patologia óssea do insuficiente renal crónico: desafio clínico-biológico ; Caracterização da osteodistrofia renal e efeitos da biocompatibilidade de membranas de hemodiálise, na remodelação óssea

Resumo: Os resultados das nossas investigações, apresentadas ao longo desta dissertação,contribuíram para a otimização do diagnóstico invasivo e não invasivo da osteodistrofia renal e permitiram evidenciar a relevância, para a expressão clínica e histológica da ODR, de algumas articularidades específicas da população hemodialisada, nomeadamente: a utilização de membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e com elevada permeabilidade, o recurso a técnicas de hemodiafiltração com otimização da capacidade convectiva, as limitações dos marcadores bioquímicos de remodelação óssea ou a insuficiência / deficiência em vitamina D nativa (bem como os resultados da suplementação com esta vitamina). Testámos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, novos marcadores da formação e reabsorção óssea, que validámos mediante a comparação com os resultados da histomorfometria óssea. No seu conjunto, e de forma integrada, as nossas investigações permitiram-nos: - Evidenciar a diminuição da expressão do recetor da PTH/PTHrP na cartilagem de crescimento, num modelo animal de IRC, o que explica, pelo menos em parte, o atraso de crescimento observado nesta patologia, bem como a diminuição da resposta à ação da PTH; - Demonstrar as vantagens da determinação da isoforma óssea da fosfatase alcalina, em relação à fosfatase alcalina total, no diagnóstico diferencial entre baixa e elevada remodelação óssea; - Utilizar, pela primeira vez em hemodialisados, a piridinolina e a desoxipiridinolina no diagnóstico da reabsorção óssea. Este foi o primeiro marcador sérico específico da atividade osteoclástica, utilizado com sucesso em doentes anúricos em hemodiálise. Evidenciámos uma excelente correlação destes dois marcadores bioquímicos com a superfície osteoclástica e com o número de osteoclastos/mm2;- Demonstrar as acentuadas limitações de outros marcadores da formação e reabsorção óssea (nomeadamente a osteocalcina, o propeptido carboxiterminal do procolagénio tipo I-PICP, e o Telopeptido do colagénio tipo I – ICTP) com base nas correlações entre os doseamentos séricos ou plasmáticos destes marcadores e a biópsia óssea com avaliação histomorfométrica; -Evidenciar as limitações induzidas pela sobrecarga alumínica na interpretação dos níveis séricos dos marcadores não invasivos da remodelação óssea;-Testar a eficácia e segurança da utilização de “microdoses” de desferroxamina na terapêutica da intoxicação alumínica, em doentes com acentuada exposição a este metal;-Demonstrar que os doentes hemodialisados cronicamente com dialisadores de poliacrilonitrilo (membranas de alta permeabilidade),apresentavam menor ativação osteoblástica e osteoclástica, que os doentes dialisados com membranas de cuprofano(baixa permeabilidade), sendo os níveis de iPTH semelhantes em ambos os grupos estudados. Estes resultados apontam para uma menor ativação da remodelação óssea quando se utilizam membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e/ou de maior permeabilidade, o que se poderá relacionar com a ultrafiltração de mediadores da ativação celular ou com a menor ativação dos mecanismos estimuladores da remodelação óssea, por parte destas membranas. Entre os mediadores da remodelação óssea que demonstrámos serem relevantes e estarem aumentados no soro de hemodialisados com membranas de baixo fluxo, contam-se a beta-2-microglobulina (2-M) e algumas citoquinas, com ação estimuladora das linhagens celulares envolvidas na remodelação óssea. Demonstrámos igualmente uma correlação positiva dos níveis séricos de 2-M com os níveis séricos da osteocalcina, da isoenzima óssea da fosfatase alcalina (marcadores da formação óssea) e com os níveis séricos da piridinolina (marcador da reabsorção óssea). Os níveis séricos de 2-M correlacionaram-se ainda, de forma negativa, com o volume osteoide (matriz óssea não calcificada). Nestes doentes hemodialisados, demonstrámos a presença de níveis séricos aumentados da interleucina-1, do antagonista do recetor da interleucina-1, da interleucina-6 e do recetor solúvel da interleucina-6. Salientamos as relações inversas que observámos, por um lado entre os níveis de antagonista do recetor da interleucina-1 e a superfície osteoblástica, e por outro lado entre o rácio do recetor da interleucina-6 / interleucina-6 (IL6-r/IL6) e a superfície osteoclástica. De acordo com estes nossos resultados originais, entendemos que a interferência nos níveis circulantes e na ativação local destes mediadores poderá justificar, em grande parte, o aumento da prevalência de doença óssea adinâmica, descrita por nós e por outros grupos. Evidenciámos uma elevadíssima prevalência de doença adinâmica (>50% dos doentes), numa população de hemodialisados sem exposição prévia ao alumínio, tratados de acordo com os K/DOQI “guidelines” e que ao longo de um ano mantiveram níveis séricos de cálcio e de fósforo controlados. Consequentemente, os doentes tratados de forma otimizada apresentaram uma prevalência surpreendentemente elevada de doença adinâmica. Os nossos resultados (classificados com o grau de evidência máxima pelos peritos KDIGO) contribuíram para dar suporte à grande diferença nos guidelines K/DOQI (2003) e KDIGO (2009) no que respeita aos valores alvo da PTH. Estamos conscientes que de que o facto de termos uma percentagem tão elevada de doença óssea adinâmica nas nossas populações de hemodialisados, bem como a demonstração de que alguns doentes com valores de PTH intacta (2ª geração) de cerca de 600 pg/ml tinham doença óssea adinâmica, condicionaram os novos objetivos KDIGO para a PTH. Os nossos resultados suportam, em nossa opinião, a adequação e vantagem da utilização dos critérios da KDIGO em vez dos KDOQI. Tendo em conta que os primeiros definem objetivos para a PTH entre 2 e 9 vezes o limite superior do normal e não se comprometem com valores alvo absolutos e rígidos (definidos previamente nos KDOQI entre 150 e 300 pg/mL), esta nova abordagem parece-nos mais correta.Na nossa investigação clínica, caracterizámos ainda a população hemodialisada portuguesa no que respeita aos níveis séricos de calcidiol, identificando a população com suficiência, insuficiência ou deficiência em vitamina D3. Documentámos uma acentuada prevalência de insuficiência e mesmo de deficiência nesta vitamina, numa vasta população de hemodialisados, a qual, muito provavelmente, reflete de forma fidedigna, o que se pode observar na restante população de doentes portugueses IRC em estádio 5d (em diálise). Descrevemos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, uma associação entre deficiência em calcidiol e a presença de fatores de risco cardiovascular (que têm sido identificados nos doentes urémicos). A nossa investigação conduziu-nos a resultados originais, ao identificar os níveis baixos de 25(OH)vitamina D3 como um provável fator de risco cardiovascular em hemodialisados, visto que a deficiência nesta vitamina se associou, de forma muito significativa, ao aumento da prevalência de calcificações vasculares, a inflamação, a pressão de pulso mais elevada, a hipertrofia ventricular esquerda, a insuficiência cardíaca e a níveis séricos aumentados de “BNP-Brain natriuretic peptide”. Finalmente, numa avaliação prospetiva, de intervenção terapêutica, corrigimos a insuficiência ou deficiência em 25(OH)vitamina D3 e demonstrámos que essa correção se associou a uma redução dos fatores de risco cardiovascular. Esta última intervenção foi totalmente inovadora, visto ser a primeira avaliação prospetiva da evolução dos fatores de risco cardiovasculares, em função da suplementação com vitamina D nativa, em doentes hemodialisados. Em resumo, pensamos que os resultados das nossas investigações, acima sumarizadas e apresentadas ao longo dos diversos capítulos desta dissertação,contribuiram para uma nova perspetiva da osteodistrofia renal e para recolocar o foco da atenção dos nefrologistas no tecido ósseo e no eixo paratormona – vitamina D – remodelação óssea. Este eixo surje claramente envolvido em múltiplos processos fisiopatológicos, que suportam a elevada morbilidade e mortalidade (nomeadamente de causa cardiovascular) observada nos doentes urémicos.---------ABSTRACT: The results of our research, presented throughout this thesis, contributed towards the optimisation of the invasive and non-invasive diagnosis of renal osteodystrophy. They have also highlighted the importance, to the clinical and histological expression of the ODR, of some specific characteristics of the haemodialysis population, including: the use of biocompatible high permeability haemodialysis membranes, the use of haemodiafiltration techniques with convection enhancement, as well as the limitations of biochemical markers of bone turnover or native vitamin D insufficiency/deficiency (along with the supplementation results of this vitamin). New bone formation and resorption markers, which were validated by comparison with the results of bone histomorphometry, have been tested for the first time on haemodialysis patients.As a whole, and in an integrated approach, our research enabled us to: - Show the decrease of the PTH/PTHrP receptor expression in cartilage growth, used on an IRC animal model, which explains, to some extent, not only the delayed growth observed in this pathology, but also the slow response to PTH. - Point out the advantages of the determination of bone isoform of alkaline phosphatase, in relation to the total alkaline phosphatase, in the differential diagnosis between low and high-bone turnover.- Use pyridinoline and deoxypyridinoline in the diagnosis of bone resorption for the first time on haemodialysis patients. This was the first specific serum market of the osteoclastic activity, which was successfully used on anuric patients undergoing haemodialysis treatment. We also observed an excellent correlation of these biochemical markers with the osteoclastic surface and the number of osteoclasts/mm2. - Demonstrate the sharp limitations of other markers of bone formation and resorption (namely osteocalcin, carboxyterminal propeptide of type I-PICP procollagen and telopeptide of type I-ICTP collagen) based on correlations between these markers’ serum or plasma assays and bone biopsy with histomorphometric assessment.-Show the limitations induced by aluminium overload in the interpretation of serum levels of bone remodelling non-invasive markers.-Test the efficacy and the safety of the use of deferoxamine “microdoses” for treatment of aluminium overload among patients with high levels of serum aluminium. - Demonstrate that patients with chronic haemodialysis dialysers of polyacrylonitrile (high permeability membranes) show a lower osteoblastic and osteoclastic activation than those undergoing dialysis with cuprofan membranes (low permeability), being the iPTH levels similar in both groups of patients. These findings point towards a lower activation of bone remodelling when using more biocompatible dialysis membranes and/or of higher permeability, which may relate to the ultrafiltration of cell activation mediators or to the lower activation of the stimulating mechanisms of bone remodelling, regarding the membranes. Beta-2-microglobulin (2-M) and some cytokines that play a role/participate in bone remodelling are among the bone remodelling mediators, which we demonstrated to be relevant and to be increased in the serum of haemodialysis with low flow membranes. We also proved that there is a positive correlation of serum 2-M levels not only with serum osteocalcin levels, of the bone isoenzyme of alkaline phosphatase (bone forming markers), but also with levels of serum pyridinoline (bone resorption marker).Serum 2-M levels correlate negatively with the volume of osteoid (uncalcified bone matrix). We also demonstrated the presence of elevated serum levels of interleukin-1,interleukin-1 receptor antagonist, interleukin-6 and soluble interleukin-6 receptor in haemodialysis patients. We stress the inverse relationship which we observed on one hand between the interleukin-1 receptor antagonist levels and the osteoblastic surface and on the other between the ratio of interleukin-6 receptor / interleukin-6 (IL6-r/IL6) and the osteoblastic surface. According to these unique findings, we believe that the interference in the circulating levels and in the local activation of these mediators may partly explain the rising prevalence of adynamic bone disease. A high prevalence of adynamic disease has also been observed in a haemodialysis population (>50% of patients) with no previous exposure to aluminium. The patients were treated according to K/DOQI guidelines and maintained controlled serum calcium and phosphorus levels over one year. As a result, the patients who received optimised treatment showed a surprisingly high prevalence of adynamic disease. Our results, which were ranked with the highest degree of evidence by KDIGO experts, contributed to the great difference regarding the target values of PTH in the K/DOQI (2003) and KDIGO (2009) guidelines. We are aware that the finding of such a high percentage of adynamic bone disease in our haemodialysis population, as well as the evidence that some patients with intact PTH values (2nd generation) of 600 pg/ml suffered from adynamic bone disease, have hindered, the new KDIGO objectives to PTH.In our opinion, our results support the suitability and the advantage of using KDIGO criteria instead of KDOQI. This seems to be the right approach when taking into consideration that KDIGO sets objectives to PTH between 2 and 9 times the normal upper limit and does not compromise with the rigid and absolute target values (between 150 and 300 pg/mL) previously defined by KDOQI. In our clinical research, the Portuguese haemodialysis population was characterised in terms of serum clacidiol levels and identified as having vitamin D3 sufficiency, insufficiency or deficiency. It was also recorded the prevalence of severe vitamin D3 insufficiency and even deficiency in a large haemodialysis population, which most likely provides a reliable picture of the rest of the population in IRC Portuguese patients with 5d stage (undergoing dialysis). We described for the first time in aemosialysis patients an association between calcidiol deficiency and the presence of ardiovascular risk factors, (which have been identified on uraemic patients).Our research led us to unique findings by having identified the low levels of 25(OH) vitamin D3 as a likely cardiovascular risk factor in patients undergoing haemodialysis treatment, given that deficiency in this vitamin has been significantly associated not only with a rise in the prevalence of vascular calcifications, but also inflammation, left ventricular hypertrophy, high pulse pressure and high serum BNPBrain natriuretic peptide levels. Finally, based on a prospective assessment of therapeutic intervention, 25(OH)vitamin D3 insufficiency or deficiency was corrected and we were able to demonstrate that this same correction was associated with a reduction in cardiovascular risk factors. This was a forward-looking intervention regarding the supplementation of native vitamin D in haemodialysis patients, since it was the first prospective assessment of the evolution of cardiovascular risk factors. In short, the results of our research, summarised above and presented throughout the various chapters of this thesis, contributed towards a new perspective of the renal osteodystrophy and also to draw the nephrologists’ attention to the bone tissue and to the axis PTH – vitamin D – bone remodelling. This axis appears clearly involved in multiple physiopathological processes, which support the high morbidity and mortality rate, (particularly of cardiovascular causes), observed in uraemic patients.

Avaliação dos efeitos da formação tecnológica nos estabelecimentos de ensino: contribuição para o estudo do impacte de um novo modelo curricular

Dissertação de mestrado em Ciências da Educação: área de Educação e Desenvolvimento

Contribuição para o estudo ecotoxicológico e histopatológico dos efeitos do cobre na carpa

Tese de doutoramento em Ciências do Ambiente, especialidade Poluição e Tensões Ambientais

Contribuição para o estudo dos efeitos do cobre em ciprinídeos

O presente trabalho pretendeu analisar a toxicidade do cobre em ciprinídeos, através da exposição de Carassius carassius (L. 1758) e Carassius auratus (L. 1758) a diversas concentrações de cobre. Determinou-se a CL50 (96 h) para cada uma das espécies e definiram-se as concentrações subletais de cobre a utilizar no teste de toxicidade crónica com Carassius auratus onde se analisaram os efeitos da contaminação e descontaminação, através do estudo de bioacumulação e da análise histológica das brânquias e do fígado. Nos testes de toxicidade aguda, obtiveram-se os valores de 158 µg.L-1 para C. carassius e de 366 µg.L-1 para C. auratus, indicando que C. carassius é a espécie mais sensível ao cobre. Os resultados obtidos no teste de toxicidade crónica em C. auratus mostram a capacidade de bioacumulação de cobre bem como alterações histopatológicas nas brânquias e no fígado, entre as quais se destacam hiperplasia, hipertrofia e descolamento do epitélio branquial e pronunciada degeneração do tecido hepático. Através da análise histoquímica foi possível observar o aumento da secreção de muco nas brânquias e a presença de cobre em ambos os tecidos. Os resultados relativos à descontaminação evidenciam uma aparente reversibilidade das lesões observadas, assim como a diminuição das concentrações de cobre nos tecidos. C. auratus, deste modo, aparenta possuir capacidades de regulação e recuperação após a exposição subletal a este metal.

Contribuição para o estudo dos efeitos de descargas orgânicas em peixes

O principal objectivo deste trabalho foi avaliar os efeitos resultantes de diferentes tipos de descargas orgânicas, em frentes de descarga e instantâneas, na espécie Danio rerio, um peixe de água doce geralmente utilizado para avaliações de toxicidade. Para a simulação das descargas, utilizou-se um efluente sintético, que reproduz, aproximadamente, a composição de uma água residual doméstica, e um canal hidráulico laboratorial. Determinou-se a CL50, através de testes semi-estáticos, sob condições laboratoriais controladas, ao longo de 96 horas, tendo-se obtido o valor de 309 mg O2.L-1 (CQO). Para além de ensaios de dispersão de um corante no canal hidráulico, para melhor percepção do avanço de uma descarga, efectuaram-se ensaios simulando frentes de descarga e descargas instantâneas. Estes ensaios foram realizados com o efluente sintético, em diferentes condições, observando-se a evolução de concentrações no canal e relacionando-as com o comportamento do peixe referido na presença do agente poluente. Os resultados permitem concluir, através do comportamento observado dos peixes, que a intensidade de resposta, por afastamento ao contacto com a descarga orgânica, varia directamente com a concentração desta no meio, tendo sido possível obter curvas aproximadas para descrição daquela resposta. Assim, tendo-se constatado que para baixas concentrações a resposta é pouco acentuada, pode inferir-se do risco que lhe poderá estar associado, levando os peixes a permanecerem em situações de contaminação potencial com eventuais efeitos acumulativos.

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Prevalência do consumo de drogas ilícitas nas Forças Armadas estudo epidemiológico num dos ramos

RESUMO: Desde 1976 que as Forças Armadas desenvolvem acções de prevenção do consumo de drogas e álcool. Na década de 80 foi criada capacidade laboratorial e deu-se início a um programa de rastreios toxicológicos. No quinquénio 2001 a 2005, as proporções de resultados positivos, associando todos os tipos de rastreio, variaram entre 3,7% e 1,5%. De Outubro de 2006 a Julho de 2007 realizou-se um estudo analítico transversal, para estimar a prevalência do consumo de drogas (canabinóides, opiáceos, cocaína e anfetaminas) num dos Ramos das Forças Armadas, com base nos despistes realizados pelo seu laboratório. Foi utilizada uma amostra aleatória simples de 1039 militares, profissionais (QP) e contratados (RC), no activo e de ambos os sexos. Desde a nomeação dos militares a rastrear, passando pela cadeia de custódia das amostras até à obtenção do resultado foi utilizado apoio informático específico. O processo de pesquisa utilizou duas técnicas de triagem por imunoensaio e tecnologia de confirmação por GC/MS, de acordo com as recomendações europeias, permitindo estabelecer uma metodologia standard para organizações e empresas. A prevalência estimada, de consumidores de droga, foi de 3,8/1.000, para um erro de 0,37%. O número de casos registado (4) não permitiu a utilização de testes estatísticos que conduzissem à identificação de características determinantes da positividade, mas não deixou de revelar aspectos inesperados. A observação de séries de casos e a realização regular de estudos epidemiológicos, que ajudem a redefinir grupos alvo e a perceber a dimensão, as determinantes e as consequências do consumo de drogas é sugerida, em conclusão.--------------------------------------- RÉSUMÉ: Depuis 1976, les Forces Armées mettent au point des mesures visant à prévenir la consommation de drogues et d'alcool. En 1980, fut créé capacité laboratoriel et ont ensuite commencé un programme de dépistage toxicologique. Au cours des cinq années allant de 2001 à 2005, les proportions de consommateurs, impliquant tous les types de dépistage, allaient de 3,7% à 1,5 %. D'octobre 2006 à juillet 2007, une étude analytique transversale a été organisée pour évaluer la prévalence de l’usage de drogues (cannabis, opiacés, cocaïne et amphétamines) dans une branche de les Forces Armées, basée sur les dépistages faites par un laboratoire militaire, à l'aide d'un échantillon aléatoire de 1039 militaires, professionnels (QP) et sous contract (RC), à l’actif et des deux sexes. Tout au long du procès, de la nomination des donneurs, en passant par la chaine de garde des échantillons, jusqu’à obtention du résultat, il fut employé un appui informatique sécurisé. Le processus de recherche employa deux techniques de tri par imunoessay et la technologie de confirmation GC/MS, selon les recommandations européennes, permettant d'établir une méthodologie standard pour les organisations et les entreprises. La prévalence estimée fut de 3,8/1.000 pour une marge d’erreur de 0,37%. Le nombre de cas enregistrés (4) n'autorise pas l'utilisation de testes statistiques de menant à l'identification de caractéristiques déterminant de la positivité, mais il permet à révéler des aspects inattendus. L'observation de séries de cas et la tenue régulière d’études épidémiologiques, qui contribuent à redéfinir les groupes cibles et de comprendre l'ampleur, les déterminants et les conséquences de l'usage de drogues, est suggéré, en fin de compte.--------------------------------------- ABSTRACT: Since 1976, the Armed Forces, have been developing measures to prevent the use of drugs and alcohol. In 1980, was created laboratory facility which then started a program of toxicological screenings. In the five years running from 2001 to 2005, the proportions of consumers, involving all types of screening, ranged from 3,7% to 1,5%. From October 2006 to July 2007, a cross-sectional study was held to estimate the prevalence of drug use (cannabinoids, opiates, cocaine and amphetamines) in one branch of the Portuguese Armed Forces, based on laboratory screenings, using a random sample of 1039 military, professional (QP) and enlisted (RC), active-duty and of both sexes. Specific computer support was used all the way, from the appointment, including the chain of custody of samples, to the obtaining of the result. The process of search used two techniques for sorting by immunoassay and confirmation technology GC/MS, according to European recommendations, allowing to establish a standard methodology for organizations and companies. The estimated prevalence of drug users was 3.8/1.000 for a 0.37% error (95% confidence interval). The number of cases registered (4) does not permit use of statistical testing leading to the identification of characteristics weighing in the establishing to extrapolate for the population, but it allows revealing unexpected aspects. The observation of series of cases and the regular holding of epidemiological studies, which help redefine target groups and to understand the extent, the determinants and consequences of drug use, is suggested, in conclusion.

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