Evolução tectónica mesozóica da bacia lusitaniana

A evolução da Bacia Lusitaniana, localizada na margem ocidental ibérica, está intimamente associada às primeiras fases de abertura do Atlântico Norte. Perdurou desde o Triásico superior até o Cretácico inferior, mais exactamente até o topo do Aptiano inferior, e desenvolveu-se condicionada por estruturas herdadas do soco varisco. É discutido o papel desempenhado pelas falhas que constituem os seus limites, no que respeita a evolução geométrica e cinemática e a organização dos corpos sedimentares. O mesmo é efectuado relativamente a importantes falhas transversais à bacia. É proposto modelo de evolução da bacia ao longo de quatro episódios de rifting que mostram: i) períodos de simetria (organização em horsts e grabens) e assimetria (organização em half graben) na sua evolução geométrica; ii) diacronismo na fracturação; iii) rotação da direcção de extensão principal; iv) enraizamento no soco varisco das principais falhas da bacia (estilo predominantemente thick skinned). A análise e comparação regional, nomeadamente com a bacia do Algarve, de intervalos temporais representados por importantes hiatos à escala da bacia, próximos da renovação dos episódios de rifting, permitiram concluir sobre a ocorrência de inversões tectónicas precoces (Caloviano-Oxfordiano e Titoniano-Berriasiano). A última, no entanto, teve evolução subsequente diferente da primeira: não se verifica renovação da subsidência, que se discute, e relaciona-se com evento magmático. Embora a Bacia Lusitaniana se encontre numa margem de rift que se considera como não-vulcânica, os três ciclosmagmáticos definidos por vários autores, em especial o segundo (apr. 130 a 110 M.a. ?), desempenhou papel fundamental na mobilização dos evaporitos do Hetangiano, que resultou no intervalo principal de diapirismo na Bacia Lusitaniana. É discutida a forma e o momento em que a bacia aborta definitivamente (Aptiano inferior). São estabelecidas comparações com outras bacias da margem ocidental ibérica e da Terra Nova e proposto modelo de oceanização deste troço do Atlântico Norte, em dois momentos, separados por intervalo de cerca de 10 M.a. e em áreas distintas, separadas pela falha da Nazaré. Esta síntese foi elaborada com base: - na informação dada por um conjunto de trabalhos já publicados (1990-2000), - nos trabalhos de campo efectuados nos últimos anos e cujos resultados não foram ainda publicados, - na reunião de informação proveniente da reinterpretação de elementos de cartografia geológica e de geofísica (sísmica e sondagens) e de outros de bibliografia geral sobre o Mesozóico da margem ocidental ibérica.

Evolução tectónica mesozóica da Bacia Lusitaniana

The evolution of the Lusitanian Basin, localized on the western Iberian margin, is closely associated with the first opening phases of the North Atlantic. It persisted from the Late Triassic to the Early Cretaceous, more precisely until the end of the Early Aptian, and its evolution was conditioned by inherited structures from the variscan basement. The part played by the faults that establish its boundaries, as regards the geometric and kinematic evolution and the organization of the sedimentary bodies, is discussed here, as well as with respect to important faults transversal to the Basin. A basin evolution model is proposed consisting of four rifting episodes which show: i) periods of symmetrical (horst and graben organization) and asymmetrical (half graben organization) geometric evolution; ii) diachronous fracturing; iii) rotation of the main extensional direction; iv) rooting in the variscan basement of the main faults of the basin (predominantly thick skinned style). The analysis and regional comparison, particularly with the Algarve Basin, of the time intervals represented by important basin scale hiatuses near to the renovation of the rifting episodes, have led to assume the occurrence of early tectonic inversions (Callovian–Oxfordian and Tithonian–Berriasian). The latter, however, had a subsequent evolution distinct from the first: there is no subsidence renovation, which is discussed here, and it is related to a magmatic event. Although the Lusitanian Basin is located on a rift margin which is considered non-volcanic, the three magmatic cycles as defined by many authors, particularly the second (approx. 130 to 110 My ?), performed a fundamental part in the mobilization of the Hettangian evaporites, resulting in the main diapiric events of the Lusitanian Basin. The manner and time in which the basin definitely ends its evolution (Early Aptian) is discussed here. Comparisons are established with other west Iberian margin basins and with Newfoundland basins. A model of oceanization of this area of the North Atlantic is also presented, consisting of two events separated by approximately 10 My, and of distinct areas separated by the Nazaré fault. The elaboration of this synthesis was based on: - information contained in previously published papers (1990 – 2000); - field-work carried out over the last years, the results of which have not yet been published; - information gathered from the reinterpretation of geological mapping and geophysical (seismic and well logs) elements, and from generic literature concerning the Mesozoic of the west iberian margin.

A Bacia Lusitaniana: estratigrafia, paleogeografia e tectónica

A Bacia Lusitaniana é uma bacia sedimentar que se desenvolveu na Margem Ocidental Ibérica (MOI) durante parte do Mesozóico, e a sua dinâmica enquadra-se no contexto da fragmentação da Pangeia, mais especificamente da abertura do Atlântico Norte. Caracteriza-se como uma bacia distensiva, pertencente a uma margem continental do tipo atlântico de rift não vulcânica. Ocupa mais de 20 000 km2 na parte central da MOI, alongando-se por cerca de 200 km segundo direcção aproximada NNW-SSE e por mais de 100 km na direcção perpendicular; cerca de 2/3 aflora na área continental emersa e a restante área, encontra-se imersa, na plataforma continental. Trata-se da única bacia das margens do Atlântico Norte com extensa exposição superficial, pelo que tem atraído nas últimas décadas um número considerável de geólogos, especialistas de variados domínios, para a realização de trabalhos de investigação integrados em equipas nacionais e internacionais, muitos delas ligadas à indústria do petróleo. Ao longo das várias décadas de prospecção foram efectuadas cerca de 50 sondagens profundas e mais de 37 000 km de perfis sísmicos de reflexão 2D. A evolução tectónica da Bacia Lusitaniana foi condicionada por falhas que se formaram durante o episódio de gracturação tardi-varisca aproximadamente entre os 300 e os 280 M.a. Este episódio tardi-orogénico resulta de imposição de regime de cisalhamento direito à micro-placa ibérica nos seus paleolimites E-W setentrional e meridional, dos quais resultariam as falhas de desligamento esquerdo de direcção aproximada NNE-SSW a NE-SW. Outras falhas orogénicas variscas de orientação N-S (falha de Porto-Tomar) e NW-SE foram também importantes na estruturação da Bacia Lusitaniana, como adiante ficará patente. Esta é a herança tectónica da Bacia que levou, durante o estiramento crostal mesozóico, à formação do conjunto de bacias marginais na MOI. A evolução tectónica da Bacia Lusitaniana está condicionada pela distensão mesozóica relacionada com a abertura do Atlântico Norte, na proximidade do Atlântico Central, domínios oceânicos distintos separados pela Zona de Falha de Açores-Gibraltar (ZFAG). Esta constitui limite transformante entre placas, que numa fase inicial do ciclo alpino, ou seja da rotura da Pangea, separou dois grandes continentes, a Laurásia a Norte e a Gondwana a Sul. A Ibéria localiza-se, assim, durante o Mesozóico, numa posição de charneira, cuja actividade está também relacionada com a evolução dos limites de placa: i) a sul, entre África e a Eurásia, limite transcorrente ao longo da Zona de Falha de Açores Gibraltar e ii) a Oeste, entre a Ibéria e a Terra Nova limite divergente associado à evolução do Atlântico. Nas fases iniciais de desenvolvimento do proto-Atlântico norte, desde o Triásico, a Ibéria encontra-se solidária ao continente norte-americano, mas por estiramento litosférico progressivo, acabará por ocorrer rotura crostal e consequente oceanização no final do Cretácico Inf. Este conjunto de interações será assim responsável por uma evolução também complexa da Margem Ocidental da Ibéria, onde se encontra a Bacia Lusitaniana, bacia intracratónica, interna, separada de uma zona externa por um relevo estrutural, o horst da Berlenga. Desta forma, alguns processos complexos, uns exógenos, outros de clara influência endógena, vão ficando registados na Bacia. Referimo-nos a episódios de inversão tectónica precoce, a um magmatismo muito ténue - para todos os efeitos podendo-se considerar como uma margem continental de rift, não vulcânica - e a diapirismo que se encontra registado na sua área geográfica.

Aspectos gerais da tectónica alpina no Algarve

The study of the tectonic strutures affecting the mesozoic and cenozoic deposits of Algarve's basin allows us to recognize the following phases of the Alpine orogeny: Jurassic (Upper Triassic at least)-Lower Cretaceous N-S distension; N-S compression during the setting-up of the Monchique syenite dome at the uppermost Cretaceous; Paleogene compression (?) (only locally? - at the Albufeira salt dome); Lower Miocene N-S distension; Upper Burdigalian to Lower Langhian N-S and E-W distension; N-S or NNW-SSE compression after the Middle Miocene; E-W compression after the Upper Tortonian; N-S compression during the Quaternary. NE-SW fractures affecting the Paleozoic basement are related with the first distension phases. The mesozoic N-S distension are the main cause of the two E-W flexures so far recognized. A tectonic inversion event did occur after the setting up of the Monchique syenite. If, the Lower Cretaceous Lower Miocene Albufeira's unconformity, is a local effect of halokinesis then, the true tectonic inversion of the Algarve basin, did occur in the Middle Miocene. These events correlate well with those knewn at Southern Spain and Morocco.

Depósitos continentais e marinhos na plataforma litoral da região do Porto. Importância da tectónica na sua organização espacial

One of the most common characteristics of Portuguese littoral is the existence of a planed surface (the so-called "littoral platform"), situated at different altitudes and bordered from the inland by a straight relief, strongly contrasting with that planed surface. This one is generally covered with several outcrops of the so-called Plio-Pleistocene deposits. Till the eighties this platform has been interpreted as stable staircase of old marine levels, registering in a passive way the eustatic variations. The rigid step bordering it easterly should be a fossil cliff. However, our study has proved that many of these deposits have a continental origin. These continental deposits have fluvial or alluvial fan facies and they are lying above 40 meters. Marine deposits seem to be quite rare and they only occupy a small western area, beneath the altitude of 40 meters and developing into three different marine levels. There is a rigid step between the two kinds of deposits. We think that the clear geometric separation between these deposits together with this rigid step, indicates a tectonic origin. It seems that the sea must have touched only the western part of this surface, when neotectonic movements lowered it down. There are more evidences for neotectonic movements: a) there are faults (mainly inverse faults) affecting the higher deposits of this littoral platform; b) the same marine level seems to appear at different altitudes, developing an irregular pattern with a general trend dipping from the North to the South.

Tectónica da região de Sintra

Photo-interpretation of aerial stereopairs of the Sintra region on the approx. 1/32 000 scale together with field work allowed the production of the present Tectonic Map of the Sintra region. It is now possible to separate structures which resulted from two different tectonic events: one, corresponding to the intrusion of the Late Cretaceous Sintra igneous diapir, and the other the Miocene compressive event, the most important tectonic inversion phase of the Lusitanian Basin. The former are present to the south, southeast and east of the intrusion and within the intrusion itself, affecting the peripheral granites and their contacts with the gabbro-syenite core. These structures comprehend: i) faults and conical fractures striking parallel to the massif boundary, which were intruded by dykes, ii) vertical faults and fractures of two conjugate sets, dextral NNW-SSE and sinistral NNE-SSW. These faults are certainly associated with the E-W striking massif's northwards directed thrust and indicate a N-S oriented horizontal maximum compressive stress. The Miocene compressive event reactivated most of the inherited structures as follows. The NNWSSE faults located on the Sintra southern platform were reactivated as dextral strike slip faults and the E-W thrust along the northern boundary of the massif was also reactivated. This thrust propagated to the east. It also enhanced the asymmetry of the rim-syncline, uplifted the massif and reactivated the NNE-SSW faults as sinistral lateral ramps, which also accommodated vertical throw. The present Tectonic Map of Sintra together with the available geophysical data (MOREIRA, 1984, KULLBERG et al., 1991, SILVA & MIRANDA, 1994) allowed reassessment of the models proposed for the emplacement of the Sintra, Sines and Monchique igneous massifs, which intruded during Late Cretaceous times along the deep dextral NNW-SSE oriented strike slip fault (RIBEIRO et al., 1979; TERRINHA, 1998; TERRINHA & KULLBERG, 1998).

Tectónica da cadeia da Arrábida

Geociências, Museu Nac. Hist. Nat. Univ. Lisboa, nº 2, 35-84

Interpretação tectónica de um conjunto de lineamentos WNW-ESE observados em imagens landsat da margem oeste ibérica

The existence of satellite images ofthe West Iberian Margin allowed comparative study of images as a tool applied to structural geology. Interpretation of LANDSAT images of the Lusitanian Basin domain showed the existence of a not previously described WNW-ESE trending set oflineaments. These lineaments are persistent and only observable on small scale images (e.g. approx. 11200000 and 11500 000) with various radiometric characteristics. They are approximately 20 km long, trend l200±15° and cross cut any other families oflineaments. The fact that these lineaments are perpendicular to the Quaternary thrusts of the Lower Tagus Valley and also because they show no off-set across them, suggests that they resulted from intersection oflarge tensile fractures on the earth's surface. It is proposed in this work that these lineaments formed on a crustal flexure of tens ofkm long, associated with the Quaternary WNW-ESE oriented maximum compressive stress on the West Iberian Margin. The maximum compressive stress rotated anticlockwise from a NW -SE orientation to approximately WNW-ESE, from Late Miocene to Quaternary times (RIBEIRO et aI., 1996). Field inspection of the lineaments revealed zones of norm~1.J. faulting and cataclasis, which are coincident with the lineaments and affect sediments of upper Miocene up to Quaternary age. These deformation structures show localized extension perpendicular to the lineaments, i.e. perpendicular to the maximum compressive direction, after recent stress data along the West Portuguese Margin (CABRAL & RIBEIRO, 1989; RIBEIRO et at., 1996). Also, on a first approach, the geographical distribution of these lineaments correlates well with earthquake epicenters and areas of largest Quaternary Vertical Movements within the inverted Lusitanian Basin (CABRAL, 1995).

Arrábida e Sintra

A Cadeia da Arrábida é a estrutura morfotectónica orogénica, constituída por empilhamentos de cavalgamentos, mais ocidental de todo o orógeno alpino da área emersa da placa litosférica Eurásia. Atentando apenas nos relevos orogénicos alpinos da área emersa de Portugal, as suas estruturas e morfologia tornam-na no mais elegante exemplo de tectónica orogénica alpina em Portugal. A Serra de Sintra constitui um relevo associado à intrusão do Complexo Ígneo de Sintra de idade neo-cretácica e ao cavalgamento frontal de idade cenozóica, com vergência para Norte que se estende desde as proximidades do rio Tejo, passando pela base da vertente norte da Serra de Sintra, continuando mar adentro. Olhando para a continuação imersa da Margem Continental Portuguesa vê-se que estes relevos não estão isolados, mas antes fazem parte dum grupo de três outras estruturas compressivas que acomodaram o encurtamento orogénico resultante da colisão África-Eurásia ocidentais no segmento sudoeste ibérico, o Banco do Gorringe, os Montes de Avis e o Planalto de Marquês de Pombal. Todas estas estruturas se constituem como estruturas anticlinais, mais ou menos simples, a tecto dum cavalgamento com transporte para noroeste ou oeste-noroeste. Na face meridional de Portugal, mais próxima do limite de placas, as estruturas de deformação compressiva resultantes da orogenia alpina encontram-se representadas na Bacia do Algarve e, mais a sul, pelo Banco do Guadalquivir. Todas estas estruturas se formaram no âmbito da orogenia alpina, consequência dum contexto cinemático de aproximação das placas litosféricas Eurásia e África, cujas manifestações morfotectónicas e sedimentares se começaram a manifestar no Cretácico Superior após o Cenomaniano. A distribuição espacio-temporal da deformação orogénica no segmento mais ocidental do orógeno é heterogénea e extremamente complexa. Por exemplo, em Portugal – segmento autóctone do orógeno alpino - as principais estruturas compressivas alpinas mais antigas datam do Cretácico superior e na região de Lisboa-Sintra de idade paleogénica. Contudo as estruturas de maior envergadura morfológica são de idade miocénica (serra da Arrábida, Banco do Gorringe, Montes de Avis) e mesmo de reactivação mais recente (Falha e planalto do Marquês de Pombal, Falha da Ferradura e Banco de Guadalquivir. A mesma heterogeneidade espacio-temporal se verifica em segmentos alóctones como no orógeno Bético-Rifenho, cujo arco orogénico frontal se vem propagando para oeste desde o Cretácico superior, simultaneamente cavalgando para norte e para sul, as margens continentais do sul de Espanha e norte de África. Esta migração orogénica está simultaneamente associada a colapso orogénico e distensão nas áreas internas do orógeno (Mar de Alborán), o que tem constituído um dos paradoxos da deformação orogénica alpina mais desafiantes das últimas décadas e para cuja solução se têm proposto mecanismos de delaminação tectónica da base da litosfera ou retro-rolamento da placa subductada.

Caracterização de estruturas tectónicas activas da região sul de Portugal com recurso a ferramentas SIG: o caso da falha de São Marcos - Quarteira

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

O miocénico do litoral sul português: ensaio de síntese

Estudo complementar para obtenção do grau de Doutor (Art. 8, n.2. 3 alínea b do decreto lei 388 /70)

Caracterização e zonamento geotécnico preliminar de circuitos hidráulicos: aproveitamento hidroeléctrico de Padroselos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Geológica (Geotecnia)

Caracterização da aterosclerose sub-clínica e doença coronária em doentes com síndrome metabólica e diabetes mellitus

RESUMO- Introdução: A obesidade e a Síndrome Metabólica (SM) são atualmente um importante problema de saúde pública, com prevalências crescentes, que se acompanham também por aumento da prevalência de Diabetes Mellitus (DM).Estudos prévios demonstram associação destas entidades com o aumento de risco de eventos cardiovasculares, em particular a DM. A SM tem sido uma entidade muito debatida nos últimos anos, com aparecimento de diversas definições, contribuindo para resultados díspares no que diz respeito à influência da SM nas doenças cardiovasculares. Também têm sido descritas variações étnicas e regionais. Para além de alguns estudos epidemiológicos na população geral, a informação relativamente à sua influência na presença de doença cardiovascular é desconhecida em Portugal, em particular em populações com suspeita de doença coronária. Objetivos - Esclarecimento de questões relacionadas com a prevalência de SM e a sua influência na evolução de doença ateroclerótica arterial por avaliação de uma população com suspeita de doença coronária. População e Métodos - Estudo observacional, transversal, com inclusão prospetiva de indivíduos admitidos letivamente para realização de angiografia coronária por suspeita de doença coronária, tendo sido também efetuadas análises laboratoriais e ecografia carotidea para avaliação da espessura intima-média carotidea (EIMc) e da presença de placas carotídeas. Efetuou-se avaliação dos parâmetros demográficos, antropométricos, determinação do perfil lipídico, glicémia e insulinémia. Os exames angiográficos foram analisados por análise quantitativa semi-automática. Foram excluídos indivíduos com antecedentes conhecidos de doença cardíaca. Resultados - Incluíram-se 300 doentes, com idade média de 64 ± 9 anos, 59% do género masculino. A prevalência de SM de acordo com a definição da AHA/NHLBI foi 48,4% (ajustada para idade e género da população portuguesa) e a prevalência de DM foi 14,8% (ajustada). A concordância global das três definições mais recentes de SM foi de apenas 43%. A prevalência de SM aumenta com a idade e é também mais elevada no género feminino. O componente mais frequente foi a hipertensão arterial, seguido pela obesidade abdominal, a elevação da glicémia e por fim as alterações dos triglicéridos e do colesterol HDL. Por outro lado, a presença de doença coronária significativa (lesões ≥50%) ocorreu em apenas 51,3% dos doentes, sendo ainda mais baixa no género feminino. Demonstrou-se também uma baixa capacidade preditiva para doença coronária dos testes não invasivos clássicos, em particular no género feminino. A prevalência de doença coronária significativa foi idêntica nos indivíduos com SM comparativamente com indivíduos sem alterações metabólicas (46,3% vs. 48,2%, respectivamente), sendo mais elevado nos diabéticos (65,2%). Os fatores predizentes independentes de doença coronária significativa foram a idade, o género masculino, a elevação da glicémia e dos triglicéridos. Pelo contrário, o Índice de Massa Corporal (IMC) mostrou uma associação protetora relativamente à presença de doença coronária. A SM não é fator predizente de doença coronária. Relativamente às dimensões dos vasos coronários, o IMC correlaciona-se positivamente e a glicémia / DM correlacionam-se negativamente. A EIMc aumenta com o aumento da idade e no género masculino. A EIMc foi intermédia nos doentes com SM (0,88 ± 0,31 mm) comparativamente com os doentes diabéticos (0,97 ± 0,34 mm) e os indivíduos “Normais” (0,85 ± 0,34 mm). Os fatores predizentes independentes de EIMc foram a idade, o género masculino, o colesterol HDL e a insulinémia. A EIMc permite predizer com uma acuidade moderada a presença de doença coronária significativa (AUC 0,638), em particular no género feminino, sendo um fator predizente independente de presença de doença coronária (OR 2,35, IC 95% 1,04-5,33. p=0,04). Apesar de não se correlacionar com o número de vasos coronários com doença, correlacionou-se com a gravidade da doença (pelo score de Gensini). A insulinémia e o índice HOMA aumentam diretamente com a idade e com o IMC, sendo contudo sobreponíveis em ambos os géneros. Os fatores predizentes de índice HOMA (resistência à insulina) foram o IMC, bem como os restantes componentes de SM, estando o índice HOMA relacionado com a presença de SM e o número dos seus componentes presentes. O limiar para resistência à insulina foi de 2,66 e para SM foi 2,41. Ao contrário das restantes definições de SM, a definição da AHA/NHLBI não é predizente da presença de DM no género masculino. A associação da resistência à insulina com doença coronária foi limiar (OR 1,13, IC 95% 1,00-1,28, p=0,045). Conclusões - Numa população com suspeita de doença coronária, a prevalência de SM é muito elevada (superior a 50%), sendo a prevalência de DM de 23%. Também a obesidade e o excesso de peso foram extremamente prevalentes nesta população. A concordância entre definições de SM é baixa. A hipertensão arterial e a obesidade abdominal são os componentes mais frequentes de SM, sendo menos prevalentes as alterações lipídicas. Pelo contrário, a presença de doença coronária significativa foi muito baixa, em particular nas mulheres. A SM não se associou à presença de doença coronária significativa, estando esta mais dependente das alterações do metabolismo glicídico e dos triglicéridos, bem como de outros fatores de risco não modificáveis, nomeadamente a idade e o género. A EIMc da carótida comum e a presença de placas carotídeas é mais elevada nos indivíduos diabéticos, estando também ligeiramente aumentada nos doentes com SM, sendo os fatores predizentes de EIMc apenas a idade, o género, a hiperinsulinémia bem como os níveis baixos de colesterol HDL. A utilização da avaliação da EIMc na estratificação de risco pré-angiografia coronária, poderá ser útil no género feminino. A hiperinsulinémia e o índice HOMA (índice de resistência à insulina), estão relacionados com o IMC e consequentemente com a presença de obesidade, embora também se correlacione de forma independente com os outros componentes de SM. A resistência à insulina associou-se à presença de SM. Relativamente à capacidade preditiva da coexistência com DM, verificou-se associação com a definição da NCEP-ATP III e da IDF, contudo, a definição da AHA/NHLBI só foi predizente de DMnas mulheres. -------------ABSTRACT - Introduction: Obesity and Metabolic Syndrome (MS) are a major public health problem, with increasing prevalence, that follows the increase in diabetes prevalence. Previous studies showed an association of both entities with increased cardiovascular risk, particularly diabetes. MS has been debated in the last few years, with several definitions and different results when analysed the influence of MS on cardiovascular diseases. There are also some regional and ethnical variations. Beyond general population epidemiological studies, information about the influence on cardiovascular disease in Portugal is unknown, particularly in patients with suspected coronary disease. Objectives- To clarify several questions regarding the prevalence of MS and the influence in arterial atherosclerotic disease by evaluation of a population with suspected coronary artery disease. Population and Methods- Observational, cross-sectional study with prospective inclusion of individuals admitted electively for coronary angiography with suspicion of coronary artery disease. All individuals also performed laboratorial evaluation and carotid ultrasound to evaluate carotid intima-media thickness (cIMT) and carotid plaques. We also evaluated demographic, anthropometric parameters, lipid profile, blood glucose and blood insulin. Angiographic data was obtained by semi-automated quantitation. Individuals with previously known cardiac history were excluded from the study. Results- We included 300 individuals with a mean age of 64 ± 9 years, 59% males. MS prevalence according to AHA/NHLBI definition was 48.4% (adjusted for age and gender of the Portuguese population) and the adjusted prevalence of diabetes was 14.8%. Global agreement between the more recent three definitions of MS was only 43%. MS prevalence increases with age and is also higher in women. The most frequent components were hypertension and abdominal obesity, followed by elevated glucose and triglicerides and low HDL-cholesterol. Significant coronary artery disease (stenosis ≥50%) was present in only 51.3% of patients, being lower in females. Non-invasive tests also had a low predictive capacity, particularly in females. The prevalence of significant coronary disease was identical in patients with MS compared with normal metabolism individuals (46.3% vs. 48.2%, respectively), being higher in diabetics (65.2%). Independent predictive factors for coronary disease were age, male gender, high blood glucose and triglycerides. On the contrary, Body Mass Index (BMI) was a protective factor for coronary disease. MS wasn’t a predictor of coronary disease. BMI showed a positive correlation with coronary vessel diameter and glucose /diabetes had a negative correlation. CIMT increased with age and was higher in males. CIMT was intermediate in patients with MS (0.88 ± 0.31 mm) when compared to diabetic patients (0.97 ± 0.34 mm) and “Normal” individuals (0.85 ± 0.34 mm). Independent predictors for cIMT were age, male gender, HDL-cholesterol and insulin. CIMT had a moderate predictive accuracy for coronary disease (AUC 0,638), particularly in females and is an independent predictor of the presence of significant coronary disease (OR 2.35, 95% CI 1.04-5.33. p=0.04). Although it did not correlate with the number of diseased coronary arteries, it correlated with coronary disease severity by the Gensini score. Insulin and HOMA index increase directly with age and BMI, but were identical in both genders. Predictive factors for HOMA index (insulin resistance) were BMI as well as the other MS components. HOMA index is related to MS and the number of its components. The cut-off for insulin resistance was 2.66 and for MS 2.41. Unlike other MS definitions, AHA/NHLBI definition is not a predictor of diabetes in males. There was a borderline association between insulin resistance and coronary disease (OR 1.13, 95% CI 1.00-1.28, p=0.045). Conclusions - In a population of patients with suspected coronary disease, MS prevalence is extremely high (above 50%) with a diabetes prevalence of 23%. Also obesity and overweight are very prevalent in this population. Global agreement between MS definitions is however low. Hypertension and abdominal obesity are the most frequent components, with a lower prevalence of lipid abnormalities. Coronary disease prevalence was low, particularly in women. MS wasn’t associated with coronary disease. Coronary disease was related to glucose and triglycerides, as well as with other non-modifiable factors such as age and gender. CIMT and carotid plaques are increased in diabetic patients, and also slightly elevated in patients with MS, but cIMT independent predictors were age, male gender, insulin and HDLcholesterol. CIMT can be useful in risk stratification before coronary angiography particularly in women. Elevated insulin and HOMA index (an insulin resistance index) are related with BMI and consequently with obesity, and it was also correlated with other MS components. Insulin resistance was associated with MS. The presence of diabetes was associated with the presence of MS by NCEP-ATP III and IDF definitions; however, AHA/NHLBI definition was only predictive of diabetes in females.

Humoral response towards high density lipoprotein : a new mechanism for atherogenesis

RESUMO:Aterosclerose é uma das principais causas de morbilidade e mortalidade no mundo ocidental. É responsável, direta ou indiretamente, pela maior percentagem de gastos com a saúde na maioria dos países europeus. A “teoria lipídica” da aterosclerose, que se baseia na dislipidemia como causa primária para a doença vascular tem algumas implicações práticas importantes: permite a definição de linhas de orientação e protocolos simples e ainda estabelece alvos terapêuticos que podem ser atingidos na maior parte dos casos com a atual intervenção farmacológica. A associação da aterosclerose com o sistema imunológico (a “teoria imunológica”), forneceu por sua vez novas formas de explorar os mecanismos envolvidos e abriu novas perspetivas para um conhecimento mais completo da doença. No entanto, levanta dificuldades evidentes no que diz respeito às possibilidades terapêuticas. De todos os intervenientes no processo aterosclerótico (bioquímicos, imunológicos e anatómicos), as lipoproteínas de elevada densidade (HDL) são atualmente reconhecidas como um dos fatores mais importantes na aterogénese. Isto é baseado no reconhecimento das múltiplas propriedades anti-aterogénicas das HDL como por exemplo: a anti-oxidante, a anti-inflamatória e a antitrombótica, bem como o seu importante papel na melhoraria da função endotelial. Atualmente, é consensual que as funções anti-aterogénicas das HDL vão além do seu papel no transporte reverso do colesterol (RCT) e a importância das HDL no processo aterosclerótico baseia-se não apenas no seu papel protetor impedindo a formação da placa de ateroma, mas também na estabilização destas, prevenindo a sua ruptura e, consequentemente o evento trombótico. Como fundamentais no processo aterosclerótico estão reconhecidos dois principais conjuntos de eventos: um caracterizado por alterações no metabolismo das lipoproteínas que resultam em lipoproteínas pró-inflamatórias e pró-oxidantes que interagem com os componentes celulares da parede arterial e que conduzem à formação da placa de ateroma; o outro evento é a resposta imunológica desencadeada contra um novo conjunto de antigénios que por sua vez leva à produção de citoquinas pró-inflamatórias. Dada a complexidade da HDL e das suas múltiplas funções estas lipoproteínas tornaram-se um potencial alvo para a resposta auto-imune, e cujas consequências podem explicar algumas das associações identificados em estudos clínicos e epidemiológicos. Contudo esta interação entre o sistema imunológico e HDL nunca foi exaustivamente estudada. Portanto, pomos a hipótese de que em condições oxidativas e pró-inflamatórias, um aumento do antigénio (HDL) conduz a um consequente acréscimo na produção de anticorpos anti-HDL (aHDL) responsáveis pela alteração quantitativa e / ou qualitativa das HDL. O conceito de que estes anticorpos podem contribuir tanto para a evolução a longo prazo do processo aterosclerótico, como para o desencadeamento de eventos clínicos pode também explicar a heterogeneidade encontrada em cada doente e nos grandes estudos clínicos, no que diz respeito aos fatores de risco e outcomes clínicos. Para além disso, a confirmação desta hipótese pode permitir explicar porque é que as intervenções terapêuticas atualmente em desenvolvimento para aumentar os níveis de HDL, não conseguem mostrar a tão esperada redução do risco vascular. O objetivo geral desta tese foi identificar e caracterizar a resposta humoral contra os componentes da HDL, e avaliar possíveis mecanismos que possam contribuir para a modificação das propriedades anti-aterogénicas das HDL. Para alcançar este objetivo investigou-se: 1) A presença de anticorpos aHDL em doentes com lúpus eritematoso sistémico (SLE) e em doentes com manifestações clínicas de aterosclerose, como os doentes com doença arterial coronária (CAD), acidente vascular cerebral isquémico (IS) e diabetes tipo 2; 2) Os principais alvos antigénicos dentro do complexo das HDL e a associação entre os títulos de anticorpos aHDL e diferentes características clínicas destas doenças; 3) As modificações das funções normais associadas às HDL, em particular da função anti-oxidante e anti-inflamatória; 4) A atividade biológica dos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes através de um conjunto de experiências in vitro de inibição da atividade da paraoxonase 1 (PON1) e da expressão de moléculas de adesão em culturas de células endoteliais. Para tal foi necessário estabelecer um método de isolamento dos anticorpos. Os anticorpos aHDL isolados do soro de doentes foram utilizados de forma a identificar as potenciais alterações dos sistemas celulares utilizados; 5) O efeito de fármacos usados no tratamento das dislipidemias, em particular o ácido nicotínico e as estatinas, na variação dos títulos de anticorpos aHDL através de ensaios clínicos randomizados, controlados com placebo e em dupla ocultação. Os métodos utilizados neste trabalho incluíram: técnicas imunológicas (como por exemplo, enzyme-linked immunoabsorbent assay - ELISA, ensaio imunoturbidimetrico e cromatografia de imuno-afinidade) técnicas bioquímicas (tais como a quantificação de atividade enzimática por espectrofotometria e por luminescência), experiências com cultura de células e citometria de fluxo. Os nossos resultados mostram que: 1) A presença de anticorpos aHDL, e mais especificamente anticorpos contra alguns do seus principais componentes como a apolipoproteína A-I (ApoA-I, principal apolipoproteína presente nas HDL) e a PON1 (o enzima que mais contribui para a propriedade anti-oxidante das HDL), quer em doentes com doenças auto-imunes, como o SLE, quer em doentes com manifestações clínicas de aterosclerose, como CAD, IS e diabetes tipo 2. Os doentes apresentaram títulos de anticorpos IgG aHDL, aApoA-I e aPON1 significativamente mais elevados do que controlos saudáveis com a mesma idade e sexo. 2) A correlação positiva estatisticamente significativa entre os títulos de aHDL e aApoA-I e aPON1 sugere que estes sejam dois dos principais alvos antigénicos dentro do complexo das HDL. Os anticorpos encontrados nestes doentes estão associados com a diminuição da atividade da PON1 e a uma redução da capacidade anti-oxidante total (TAC) do soro, um aumento dos biomarcadores de disfunção endotelial (como por exemplo dos metabolitos do óxido nítrico - NO2- e NO3-, as moléculas de adesão vascular e intracelular - VCAM-1 e ICAM-1 e os níveis de 3-nitrotirosina). Nos doentes com SLE os títulos destes estão associados a um aumento do dano cardiovascular e à atividade global da doença avaliados pelas escalas SLICC/ACR DI e BILAG score, respetivamente. Enquanto que nos doentes com diabetes tipo 2 estes anticorpos estão associados com um aumento dos níveis de glicemia em jejum (FGP) e hemoglobina glicada (HbA1c). 3) Após se ter estabelecido um método de isolamento dos anticorpos que permite isolar quantidades significativas de anticorpos do soro de doentes sem perder a sua especificidade, foi identificada a capacidade dos anticorpos isolados do soro de doentes inibirem de uma forma dependente da concentração a atividade da PON1 até um máximo de 70% no caso dos doentes com SLE e ente 7-52% no caso dos anticorpos isolados de doentes com CAD e IS. 4) O efeito anti-inflamatório das HDL na inibição da produção de VCAM-1 induzida por citoquinas (como o TNF-) foi revertido em mais de 80% pelos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes. 5) A angiogenesis induzida por HDL através do aumento do fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF) foi anulada em 65% pelos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes. 6) Os atuais agentes farmacológicos disponíveis para aumentar as concentrações de HDL-C estão associados a um aumento dos títulos de anticorpos.-------- ABSTRACTAtherosclerosis is the major cause of morbidity and mortality in the western world. It is also responsible, directly or indirectly, for the highest percentage of health costs in most European countries. Despite the use of new technologies for the diagnosis of vascular disease and regardless of the major advances in treatment, the atherosclerosis-related clinical burden is still raising. The “lipid theory” of atherogenesis, which identifies dyslipidemia as the primary cause of this vascular disease has some important practical implications: it allows the definition of simple guidelines and establishes therapeutic targets which can be generally met with current pharmacologic intervention. The association between atherosclerosis an the immune system (the immune concept) has in turn provided new ways of exploring the mechanisms involved in this condition and has opened new perspectives in the understanding of the disease. However, it raises obvious difficulties when it comes to treatment options. Of all the players (biochemical, immunological and anatomical) involved in this matter, high-density lipoproteins (HDL) are currently recognised as one of the most important factors in atherogenesis. This is based on the recognition of HDL's multiple anti-atherogenic properties: anti-oxidant, anti-inflammatory and antithrombotic, as well as its capacity to improve endothelial function. Nowadays, it is widely recognized that the anti-atherogenic functions of HDL go beyond reverse cholesterol transport (RCT), and the importance of HDL is based not just on its ability to reduce atheroma formation but also on its ability to stabilise plaques, therefore preventing their rupture and ultimately thrombosis. Two main set of events have been recognised as fundamental in atherogenesis: one, characterized by lipoprotein metabolism alterations, resulting in pro-inflammatory and pro-oxidative lipoproteins, which interact with the normal cellular elements of the arterial wall leading to atheroma formation; the other, the immune cellular response towards new sets of antigens which lead to the production of pro-inflammatory cytokines. Given to HDL complexity and multiple functions this lipoprotein has became a potential target for an auto-immune response, the consequences of which may explain some of the association identified in epidemiological and clinical studies, though the interaction between the immune system and HDL has never been thoroughly addressed. Therefore, we hypothesized that under oxidative and pro-inflammatory conditions, the increase in the antigen (HDL) would lead to a consequent increase in the production of anti-HDL (aHDL) antibodies be responsible for quantitative and/or qualitative changes of HDL. The concept that these antibodies may contribute either to the long-term evolution of atherosclerosis or to the triggering of clinical events may also explain the heterogeneity found in individual patients and in large cohorts regarding risk factors and clinical outcomes. Moreover this may be a major breakthrough in understanding why therapeutic interventions that increase HDL levels, failed to show the anticipated reduction in vascular risk. The overall aims of this thesis were to identified and characterize the humoral response towards HDL components and to evaluate the possible mechanisms that may contribute to the modifications of the anti-atherogenic properties of HDL. To achieve this objective we investigated: 1) the presence of aHDL antibodies in patients with systemic lupus erythematosus (SLE) and in patients with atherosclerosis-related clinical events, such as coronary artery disease (CAD), ischemic stroke (IS) and type 2 diabetes; 2) the association between the titres of aHDL antibodies and different clinical features of these diseases; 3) the modifications of the anti-atherogenic properties of HDL; 4) the biologic effect of aHDL antibodies isolated from serum of patients on the anti-oxidant and anti-inflammatory properties of HDL; 5) the effect of different pharmacologic treatments for dyslipidemia on the prevalence and activity of aHDL antibodies. The methodologies used in this work included immunologic-related techniques (e.g. enzyme-linked immunoabsorbent assay – ELISA, immunoturbidimetric immunoassay and immunoaffinity chromatography), biochemical techniques (enzymatic assays with quantification by spectrophotometry and luminescence methods), cell culture experiments and flow cytometry. Our results indicate that: 1) The titres of IgG aHDL, anti-apolipoprotein A-I (aApoA-I) and anti-paraoxonase 1 (aPON1) antibodies were higher in patients with SLE, CAD, IS and type 2 diabetes when compared with age and sex matched healthy controls. 2) The antibodies found in these patients were associated with decreased PON1 activity, (the enzyme responsible for most of the anti-oxidant effect of HDL), reduced total anti-oxidant capacity (TAC) of serum and increased biomarkers of endothelial dysfunction (nitric oxide metabolites, adhesion molecules, nitrotyrosine). In patients with SLE the antibody titres were associated with an increase in disease-related cardiovascular damage and activity whereas in patients with type 2 diabetes they were directly related with the fasting glucose plasma (FGP) levels and the glycosylated haemoglobin (HbA1c). 3) The antibodies isolated from serum of our patients, directly inhibited HDL-associated PON1 activity in a dose dependent way ranging from 7 to 52%. 4) The anti-inflammatory effect of HDL, measured by the percentage of inhibition of the cytokine-induced production of vascular adhesion molecules (VCAM-1), was reduced in more than 80% by aHDL antibodies isolated from our patients. 5) The HDL-induced angiogenesis by increasing vascular endothelial growth factor (VEGF) levels was abrogated in 65% by the antibodies isolated from serum of patients. 6) The current available pharmacologic agents for increasing HDL-C concentrations were associated with an increase in the titres of IgG aApoA-I antibodies. This increase was higher in the extended release niacin when compared to statins probably due to their dampening effect on oxidative stress. In conclusion, aHDL antibodies are present in different pathologic conditions. aHDL antibodies represent a family of self-reacting immunoglobulins, of which ApoA-I and PON1 might be the most relevant targets. These antibodies are biologically active, interfering with the HDL anti-oxidant and anti-inflammatory properties and, consequently, with the atherosclerotic process. The pathogenic potential of these antibodies may lead to the identification of a new biomarker for vascular disease, whilst presenting itself as a novel target for a different treatment approach which may redefine the treatment strategies and clinical trials design for HDL interventions in the future.

Utilidade da tomografia computorizada cardíaca na avaliação da doença coronária

RESUMO: Apesar de toda a evolução farmacológica e de meios complementares de diagnóstico possível nos últimos anos, o enfarte agudo do miocárdio e a morte súbita continuam a ser a primeira manifestação da aterosclerose coronária para muitos doentes, que estavam previamente assintomáticos. Os exames complementares de diagnóstico tradicionalmente usados para avaliar a presença de doença coronária, baseiam‐se na documentação de isquémia do miocárdio e por este motivo a sua positividade depende da presença de lesões coronárias obstrutivas. As lesões coronárias não obstrutivas estão também frequentemente implicadas no desenvolvimento de eventos coronários. Apesar de o risco absoluto de instabilização por placa ser superior para as lesões mais volumosas e obstrutivas, estas são menos prevalentes do que as placas não obstrutivas e assim, por questões probabilísticas, os eventos coronários resultam com frequência da rotura ou erosão destas últimas. Estudos recentes de imagiologia intracoronária avançada forneceram evidência de que apesar de ser possível identificar algumas características de vulnerabilidade em placas associadas ao desenvolvimento subsequente de eventos coronários, a sua sensibilidade e especificidade é muito baixa para aplicação clínica. Mais do que o risco associado a uma placa em particular, para o doente poderá ser mais importante o risco global da sua árvore coronária reflexo da soma das probabilidade de todas as suas lesões, sendo que quanto maior for a carga aterosclerótica maior será o seu risco. A angio TC cardíaca é a mais recente técnica de imagem não invasiva para o estudo da doença coronária e surgiu nos últimos anos fruto de importantes avanços na tecnologia de TC multidetectores. Estes avanços, permitiram uma progressiva melhoria da resolução espacial e temporal, contribuindo para a melhoria da qualidade dos exames, bem como uma significativa redução da dose de radiação. A par desta evolução tecnológica, foi aumentando a experiência e gerada mais evidência científica, tornando a angio TC cardíaca cada vez mais robusta na avaliação da doença coronária e aumentando a sua aplicabilidade clínica. Mais recentemente apareceram vários trabalhos que validaram o seu valor prognóstico, assinalando a sua chegada à idade adulta. Para além de permitir excluir a presença de doença coronária e de identificar a presença de estenoses significativas, a angio TC cardíaca permite identificar a presença de lesões coronárias não obstrutivas, característica impar desta técnica como modalidade de imagem não invasiva. Ao permitir identificar a totalidade das lesões ateroscleróticas (obstrutivas e não obstrutivas), a 18 angio TC cardíaca poderá fornecer uma quantificação da carga aterosclerótica coronária total, podendo essa identificação ser útil na estratificação dos indivíduos em risco de eventos coronários. Neste trabalho foi possível identificar preditores demográficos e clínicos de uma elevada carga aterosclerótica coronária documentada pela angioTC cardíaca, embora o seu poder discriminativo tenha sido relativamente modesto, mesmo quando agrupados em scores clínicos. Entre os vários scores, o desempenho foi um pouco melhor para o score de risco cardiovascular Heartscore. Estas limitações espelham a dificuldade de prever apenas com base em variáveis clínicas, mesmo quando agrupadas em scores, a presença e extensão da doença coronária. Um dos factores de risco clássicos, a obesidade, parece ter uma relação paradoxal com a carga aterosclerótica, o que pode justificar algumas limitações da estimativa com base em scores clínicos. A diabetes mellitus, por outro lado, foi um dos preditores clínicos mais importantes, funcionando como modelo de doença coronária mais avançada, útil para avaliar o desempenho dos diferentes índices de carga aterosclerótica. Dada a elevada prevalência de placas ateroscleróticas identificáveis por angio TC na árvore coronária, torna-‐se importante desenvolver ferramentas que permitam quantificar a carga aterosclerótica e assim identificar os indivíduos que poderão eventualmente beneficiar de medidas de prevenção mais intensivas. Com este objectivo, foi desenvolvido um índice de carga aterosclerótica que reúne a informação global acerca da localização, do grau de estenose e do tipo de placa, obtida pela angio TC cardíaca, o CT--‐LeSc. Este score poderá vir a ser uma ferramenta útil para quantificação da carga aterosclerótica coronária, sendo de esperar que possa traduzir a informação prognóstica da angio TC cardíaca. Por fim, o conceito de árvore coronária vulnerável poderá ser mais importante do que o da placa vulnerável e a sua identificação pela angio TC cardíaca poderá ser importante numa estratégia de prevenção mais avançada. Esta poderá permitir personalizar as medidas de prevenção primária, doseando melhor a sua intensidade em função da carga aterosclerótica, podendo esta vir a constituir uma das mais importantes indicações da angio TC cardíaca no futuro.---------------- ABSTRACT Despite the significant advances made possible in recent years in the field of pharmacology and diagnostic tests, acute yocardial infarction and sudden cardiac death remain the first manifestation of coronary atherosclerosis in a significant proportion of patients, as many were previously asymptomatic. Traditionally, the diagnostic exams employed for the evaluation of possible coronary artery disease are based on the documentation of myocardial ischemia and, in this way, they are linked to the presence of obstructive coronary stenosis. Nonobstructive coronary lesions are also frequently involved in the development of coronary events. Although the absolute risk of becoming unstable per plaque is higher for more obstructive and higher burden plaques, these are much less frequent than nonobstructive lesions and therefore, in terms of probability for the patient, coronary events are often the result of rupture or erosion of the latter ones. Recent advanced intracoronary imaging studies provided evidence that although it is possible to identify some features of vulnerability in plaques associated with subsequente development of coronary events, the sensitivity and sensibility are very limited for clinical application. More important than the individual risk associated with a certain plaque, for the patient it might be more important the global risk of the total coronary tree, as reflected by the sum of the diferent probabilities of all the lesions, since the higher the coronary Atherosclerotic burden, the higher the risk for the patient. Cardiac CT or Coronary CT angiography is still a young modality. It is the most recente noninvasive imaging modality in the study of coronary artery disease and its development was possible due to important advances in multidetector CT technology. These allowed significant improvements in temporal and spatial resolution, leading to better image quality and also some impressive reductions in radiation dose. At the same time, the increasing experience with this technique lead to a growing body of scientific evidence, making cardiac CT a robust imaging tool for the evaluation of coronary artery disease and increased its clinical indications. More recently, several publications documented its prognostic value, marking the transition of cardiac CT to adulthood. Besides being able to exclude the presence of coronary artery disease and of obstructive lesions, Cardiac CT allows also the identification of nonobstructive lesions, making this a unique tool in the field of noninvasive imaging modalities. By evaluating both obstructive and nonobstructive lesions, cardiac CT can provide for the quantification of total coronary atherosclerotic burden, and this can be useful to stratify the risk of future coronary events. In the present work, it was possible to identify significant demographic and clinical predictors of a high coronary atherosclerotic burden as assessed by cardiac CT, but with modest odds ratios, even when the individual variables were gathered in clinical scores. Among these diferent clinical scores, the performance was better for the Heartscore, a cardiovascular risk score. This modest performance underline the limitations on predicting the presence and severity of coronary disease based only on clinical variables, even when optimized together in risk scores, One of the classical risk factors, obesity, had in fact a paradoxical relation with coronary atherosclerotic burden and might explain some of the limitations of the clinical models. On the opposite, diabetes mellitus was one of the strongest clinical predictors, and was considered to be a model of more advanced coronary disease, useful to evaluate the performance of diferent plaque burden scores. In face of the high prevalence of plaques that can be identified in the coronary tree of patients undergoing cardiac CT, it is of utmost importance to develop tools to quantify the total coronary atherosclerotic burden providing the identification of patients that could eventually benefit from more intensive preventive measures. This was the rational for the development of a coronary atherosclerotic burden score, reflecting the comprehensive information on localization, degree of stenosis and plaque composition provided by cardiac CT – the CT-LeSc. This score may become a useful tool to quantify total coronary atherosclerotic burden and is expected to convey the strong prognostic information of cardiac CT. Lastly, the concept of vulnerable coronary tree might become more important than the concept of the vulnerable plaque and his assessment by cardiac CT Might become important in a more advance primary prevention strategy. This Could lead to a more custom-made primary prevention, tailoring the intensity of preventive measures to the atherosclerotic burden and this might become one of the most important indications of cardiac CT In the near future.