Alterações da substância branca cerebral relacionadas com o envelhecimento

INTRODUÇÃO: Estudos prévios, com técnicas de imagem, documentam de forma consistente a existência de alterações da substância branca cerebral relacionadas com o envelhecimento (ASBRE). Tais alterações poderão ter um papel importante no declínio funcional do idoso, reflectindo‐se sobretudo no desempenho motor e cognitivo, com repercussão evidente na prática clínica. Apesar disso, a caracterização em definitivo dos fenótipos clínicos e da evolução das ASBRE continua por esclarecer, possivelmente pelas dificuldades metodológicas de que se reveste o seu estudo, incluindo: a adequação das baterias neuropsicológicas, a utilização de amostras de doentes com diferentes graus de severidade e de envolvimento regional, as limitações das diferentes escalas e a sensibilidade dos diferentes métodos de imagem. A Ressonância Magnética (RM) de difusão tem revelado grande sensibilidade para as alterações isquémicas, admitindo‐se que poderá permitir uma melhor caracterização das ASBRE e deste modo possibilitar uma correlação mais precisa com as variáveis cognitivas e motoras, permitindo avaliar ainda a substância branca aparentemente normal (SBAN). OBJECTIVOS: Descrever a evolução imagiológica das ASBRE no intervalo de um ano e analisar a sua expressão clínica e impacto funcional; identificar factores preditivos de progressão das ASBRE e de declínio funcional associado. Descrever a expressão clínica e perfil evolutivo dos doentes com ASBRE com envolvimento preferencial da região parieto‐occipital; comparar este grupo de doentes com os doentes com ASBRE, sem envolvimento preferencial desta região. Medir os coeficientes de difusão aparente (CDA), utilizando regiões de interesse (RDI), em diferentes localizações da substância branca, incluindo substância branca lesada e SBAN, descrever sua evolução temporal no intervalo de um ano e determinar suas correlações clínicas e imagiológicas. MÉTODOS: Utilizando uma amostra de conveniência, foram estudados 30 doentes, com mais de 65 anos, sem incapacidade funcional ou com incapacidade mínima, avaliada pela escala de actividades instrumentais da vida diária (IADL), apresentando ASBRE em TC. Foi utilizado um protocolo exaustivo de avaliação clínica (com particular destaque para as funções motoras e cognitivas) e imagiológica, em dois momentos de avaliação separados por um ano de intervalo (t0 e t1). As ASBRE foram avaliadas com escalas visuais, escala ARWMC e escala de Fazekas, e os doentes foram estudados em função do grau de severidade (ligeiro versus moderado a grave na escala de Fazekas) e de um envolvimento preferencial posterior (definido como 2 ou mais pontos na escala ARWMC na região parieto‐occipital por comparação com a região frontal). Os CDA foram avaliados mediante estudo de RDI, na substância branca frontal lesada (SBFL) e SBAN frontal, parieto‐occipital e dos pedúnculos cerebelosos. Para verificar diferenças na ordem de distribuição das variáveis foi usado o teste de Mann‐Whitney e para comparação de proporções, o teste exacto de Fisher. Na comparação entre a avaliação em t0 e t1 foi usado o teste Wilcoxon Signed Ranks na comparação da distribuição da ordem das variáveis e o teste McNemar na análise de frequências. Na análise correlacional foram utilizados os testes de T para variáveis emparelhadas e as correlações entre estas foram efectuadas com o coeficiente de correlação de Spearman ou de Pearson. O trabalho foi aprovado pela Comissão de Ética do hospital onde foi realizado e todos os doentes incluídos assinaram um consentimento informado. RESULTADOS: A idade média da população estudada foi 72,5 anos (17 doentes eram do sexo masculino). No final de um ano, 1 doente tinha falecido e 3 doentes não completaram a avaliação imagiológica. Registou‐se uma progressão significativa das ASBRE segundo a escala ARWMC (t0: 8,37 / t1: 9,65 ; p<0,001). Na análise funcional, motora e cognitiva, não houve um agravamento significativo. Avaliando os doentes em t0 e t1 segundo o grau de severidade das ASBRE, o grupo com atingimento moderado a grave (ASBRE2) comparado com o grupo com atingimento ligeiro (ASBRE1) apresentava: maior extensão de lesão da substância branca (ARWMC t0: 11,9 / 4,8 ; p<0.001 ; t1: 14,0 / 5,9 ; p<0,001); tendência a pior desempenho funcional (IADL t0: 90,7 / 99,2 ; p=0,023; t1: 86,4 / 96,7 ; p=n.s.) e motor (SPPB t0: 9,8 / 10,3 ; p=n.s. ; t1: 9,5 / 10,5 ; p=0,058); tendência a maior compromisso do humor (Escala Cornell t0: 6,7 / 3,5 ; p=0,037; t1: 6,2 / 4,5 ; p=n.s.). Analisando a evolução, de t0 para t1, de cada um dos grupos (ASBRE2 e ASBRE1) registou‐se: aumento da extensão da lesão da substância branca em ambos (ASBRE2: 12,0 / 14,0;z=‐2,687 ; p=0,007; ASBR1: 4,8 / 5,9 ; z=‐2,724 ; p=0,006); variação não significativa funcional e motora; tendência ao agravamento em ambos na prova de Cancelamento de dígitos (ASBRE2: 17,5 / 17,4 ; p=n.s. ; ASBRE1: 19,9 / 16,9 ; z=‐2,096 ; p=0,036);tendência à melhoria em ambos no MMS (ASBRE2: 25,7 / 27,5 ; z=‐2,155 ; p=0,031; ASBRE1: 27,5 / 28,2 ; p=n.s). Avaliando os doentes em t0 e t1 em função do padrão de distribuição das ASBRE, os doentes com um envolvimento preferencial posterior (ASBREP) comparados com os restantes (ASBREnP), apresentavam: maior extensão da lesão (ARWMC t0: 10,8 / 6,9 ; p=0,025; t1: 12,9 / 7,6 ; p=0,011); diferenças não significativas no desempenho motor; tendência a melhor desempenho na prova dos Labirintos (t0: 8,1 / 11,8 ; p=0,06; t1: 8,7 / 9,5 ; p=n.s.) e Cancelamento de dígitos (t0: 20,9 / 17,4 ; p=0,045; t1: 18,5 / 16,3 ; p=n.s.); tendência a maior compromisso depressivo na GDS (t0: 5,0 / 3,68 ; p=n.s. ; t1: 5,7 / 3,3 p=0,033). Analisando o perfil evolutivo de t0 para t1, registou‐se: aumento da extensão da lesão nos dois grupos (ASBREP: 10,8 / 12,9 ; z=‐2,555 ; P=0,011; ASBREnP: 6,4 / 7,6 ; z=‐2,877 ; p=0,04); variação em sentidos diferentes com melhoria funcional no grupo ASBREP (91,0 / 95,5 ; z=‐0,926 ; p=0,036) e agravamento no grupo ASBREnP (96,7 / 89,8 ; z=‐2,032 ; p=0,042); variação sem sentidos diferentes, com agravamento significativo no grupo ASBREnP no item estação de pé do SPPB (ASBREP 3,8/3,9 p=n.s.; ASBREnP 3,9/3,6; z=‐2,236 ; p=0,025); tendência à melhoria nos dois grupos no MMS (ASBREP: 27,2 / 28,2 ; p=n.s.; ASBREnP: 26,3 / 27,7 ; z=‐2,413 ; p=0,016) e tendência em sentidos diferentes no Trail Making, com eventual melhoria no grupo ASBREP (113,9 / 91,6 ; p=n.s.) e agravamento no grupo ASBREnP (113,7 / 152,0 ; z=‐2,155 ; p=0,031). Na análise da imagem, utilizando a escala ARWMC e o estudo dos CDA, na avaliação transversal na inclusão, a comparação entre as pontuações médias da escala ARWML nas diferentes regiões mostrava diferenças significativas (F=39,54 , p<0,0001). A análise comparativa post‐hoc de Bonferroni mostrou valores significativamente mais altos para as regiões frontais e parieto‐occipitais (p<0,0001). Os valores médios dos CDA eram significativamente diferentes entre regiões (F=44,56; p<0,0001), sendo mais altos na SBFL (p<0,0001). Não existia diferença significativa entre os valores registados na SBAN nas regiões frontais e parieto‐occipitais. As pontuações regionais da escala ARWMC e os valores médios dos CDA correlacionavam‐se todos de forma positiva. A pontuação da escala ARWMC na região frontal correlacionava‐se significativamente com os valores do CDA da SBFL (r=0,467 ; p=0,012). Existia tendência para uma correlação positiva entre as pontuações da escala ARWMC na região frontal e os valores médios dos CDA na SBAN frontal (r=0,276 ; p=0,155). As pontuações da escala ARWMC e os CDA correlacionavam‐se de forma positiva com a idade e com a tensão arterial (TA). Foram encontradas correlações significativas entre: idade e SBAN frontal (r=0,440 ; p=0,019); TA diastólica e SBFL (r=0,386 ; p=0,034); TA sistólica e SBAN Parieto‐occipital (r=0,407 ; P=0,032). Na avaliação motora e cognitiva, dado elevado número de variáveis, foi efectuada uma análise de factor principal. Registou‐se uma tendência global negativa na correlação entre as pontuações da escala visual na região frontal, os valores dos CDA, e o desempenho motor e cognitivo. Na análise evolutiva, (n=19), registou‐se variação significativa dos CDA, com aumento na SBFL (Direita: z=‐2,875 ; p=0,004 ; Esquerda: z=‐2,113 ; p=0,035) e diminuição na SBAN dos pedúnculos cerebelosos (Direita: z=‐2,094 ; p=0,036 ; Esquerda: z=‐1,989 ; p=0,047). Foi observada uma correlação negativa entre a variação do CDA na SBAN dos pedúnculos cerebelosos e na SBFL contralateral (SBAN pedúnculo cerebeloso Esquerdo / SBFL Direita: r=‐0,133 ; p=n.s.; SBAN pedúnculo cerebeloso Direito / SBFL Esquerda: r=‐0,561 ; p=0,012). Os valores dos CDA à direita correlacionavam‐se de forma positiva com a velocidade da marcha (r=0,562 ; p=0,012). CONCLUSÕES: A progressão das ASBRE pode ser observada com uma escala visual detalhada no intervalo de um ano. Contudo, o eventual agravamento da incapacidade funcional, motora e cognitiva, não parece ser apreciável em igual intervalo de tempo. A maior severidade das ASBRE associa‐se a uma tendência para um maior compromisso funcional, motor e possivelmente do humor. A questão da progressão em escalas simplificadas, de um estádio ligeiro para um estádio moderado a grave, não é elucidada pelos resultados do presente trabalho. Os doentes com um envolvimento preferencial da região parieto‐occipital poderão constituir um subgrupo distinto que, apesar de ter maior extensão de lesão, parece ter um melhor desempenho motor e cognitivo. O perfil evolutivo destes doentes parece igualmente ser distinto, não se observando a tendência ao agravamento funcional, motor e cognitivo (sobretudo em provas de função executiva) que se encontra nos restantes doentes. A análise transversal na inclusão, utilizando uma escala visual e o estudo dos CDA, sugere que a severidade das ASBRE se correlaciona com o compromisso motor e cognitivo, bem como com a idade e com a TA. Uma maior vulnerabilidade da substância branca frontal à lesão vascular parece ter um papel importante no compromisso motor e na disfunção executiva, (essencialmente à custa do compromisso da atenção), possivelmente associada à desconexão dos circuitos fronto‐subcorticais. A análise dos CDA sugere que isso é válido igualmente para a SBAN e sublinha que, as imagens de RM convencional poderão não traduzir a verdadeira extensão da lesão e consequentemente do compromisso motor e cognitivo. A relação entre a progressão da doença vascular em lesões frontais constituídas e a redução do CDA no pedúnculo cerebeloso contralateral poderá estar associada a um pior desempenho motor. A disrupção dos circuitos fronto‐cerebelosos, determinando hipometabolismo e diminuição da perfusão no cerebelo, poderá ser responsável pela diminuição do CDA no cerebelo. ABSTRACT INTRODUCTION: Previous studies, with new imaging techniques, have consistently documented the presence of age‐related white matter lesions (ARWML), emphasizing their role in agerelated functional decline, mainly related to motor and cognitive impairment, and inherent consequences in clinical practice. However clinical significance of ARWML remains to be elucidated, probably on account of methodological difficulties such as: specific neuropsychological batteries, utilization of samples with different degrees of severity and regional involvement, utilization of different imaging scales and different sensitivity of imaging techniques. Recently, Diffusion Weighted Magnetic Ressonance imaging (DWI) has shown a higher sensitivity to ischemic lesions, suggesting it might be superior for characterization of ARWML, allowing more precise correlation with motor and cognitive variables, and evaluating also normal appearing white matter (NAWM). OBJECTIVES: To describe imagiologic evolution of ARWML within one year interval and to analyse its clinical and functional significance. To identify predictors of ARWML progression and associated functional impairment. To describe clinical characteristics and evolution profile of patients with predominantly posterior lesions; to compare this group of patients with patients without predominantly posterior lesions. To study average Apparent Diffusion Coeficcients (ADC) in different white matter regions using regions of interest (ROI); to analyse their evolution profile and to determine their clinical and imagiologic correlations. METHODS: A sample of 30 patients older than 65 years, without functional impairment or with minimal impairment, according to the Instrumental Activities of Daily Lliving scale, with ARWML on CT scan, were studied in a cross‐sectional design. An extensive clinical(with detailed motor and cognitive evaluation) and imagiologic protocol was applied in two one‐year interval separate moments (t0 and t1). ARWML were studied using visual scales, ARWMC and Fazekas’s scale, and patients were studied according to degree of severity (Fazekas scale mild versus moderate / severe) and preferential involvement of the posterior region (defined as 2 or more points in the ARWMC scale in the parietooccipital region compared with frontal region). Evaluation of ADC was performed using ROI in frontal lesioned white matter (FLWM) and NAWM (frontal, parieto‐occipital and cerebellar regions). To study differences in the distribution of variables the Mann‐Whitney test was used and to compare proportions the exact Fisher Test was used. To compare temporal evolution profile between t0 and t1, the Wilcoxon Signed ranks Test was used to analyse the distribution of variables and the Mc Nemar Test to analyse frequencies. Correlation analysis was performed using Spearman or Pearson tests. The study was approved by the local Ethics Committee and all patients signed an informed consent. RESULTS: Mean age was 72.5 years (17 patients were male). By the end of the study, one patient was dead and 3 patients did not undergo brain imaging. There was a higher extent of ARWML evaluated with the ARWMC scale (t0: 8.37 / t1: 9.65 ; p<0.001). Functional, motor and cognitive performance did not progress significantly. Evaluating patients in t0 and t1 according to the degree of severity (Fazekas scale), the moderate / severe group of patients (WML2), compared with the mild group (WML1), showed: higher extent of lesion (ARWMC scale t0: 11.9 / 4.8 ; p<0.001 ; t1: 14.0 / 5.9 ; p<0.001); tendency to worse functional (IADL t0: 90.7 / 99.2 ; p=0.023; t1: 86.4 / 96.7 ; p=n.s.) and motor (SPPB t0: 9.8 / 10.3 ; p=n.s. ; t1: 9.5 / 10.5 ; p=0.058) performance; tendency to higher depressive scores (Cornell Scale t0: 6.7 / 3.5 ; p=0.037; t1: 6.2 / 4.5; p=n.s.). Analysing the evolution profile from t0 to t1 of each group (WML2 and WML1), there was a higher extent of lesion (ARWMC scale) in both (WML2: 12.0 / 14.0; z=‐2.687 ; p=0.007; WML1: 4.8 / 5.9 ; z=‐2.724 ; p=0.006); non‐significant variation in functional and motor performances; tendency to worse performance on the Digit Cancelling (WML2: 17.5 / 17.4 ; p=n.s. ; WML1: 19.9 / 16.9 ; z=‐2.096 ; p=0,036) and to better performance on the MMS (WML2: 25.7 / 27.5 ; z=‐2.155 ; p=0.031; WML1: 27.5/ 28.2 ; p=n.s). Evaluating patients in t0 and t1 according to the regional distribution of ARWML, patients with predominantly posterior lesions (WMLP) compared with the rest of the group (WMLnP), showed: higher extent of lesion (ARWMC scale t0: 10.8 / 6.9 ; p=0.025; t1:12.9 / 7.6 ; p=0.011); non significant differences on motor evaluation; tendency to a better performance on Maze (t0: 8.1 / 11.8 ; p=0.06; t1: 8.7 / 9.5 ; p=n.s.) and Digit cancelling (t0: 20.9 / 17.4 ; p=0.045; t1: 18.5 / 16.3 ; p=n.s.) tests;tendency to higher scores on GDS (t0: 5.0 / 3.68 ; p=n.s. ; t1: 5.7 / 3.3 p=0.033). Analysing the evolution profile from t0 to t1 of each group (WMLP and WMLnP), there was: higher extent of lesion (ARWMC scale) in both groups (WMLP: 10.8 / 12.9 ;z=‐2,555 ; P=0,011; WMLnP: 6.4 / 7.6 ; z=‐2.877; p=0.04); variation in different directions with better functional performance in the group WMLP (91.0 / 95.5 ;z=‐0.926 ; p=0.036) and worse in WMLnP (96.7 / 89.8 ; z=‐2.032 ; p=0.042); variation in different directions with worse motor performance in one SPPB item (total stands) in the group WMLnP (WMLP 3.8/3.9 p=n.s.; ASBREnP 3.9/3.6; z=‐2.236 ; p=0.025);tendency to improvement in both groups in MMS (WMLP: 27.2 / 28.2 ; p=n.s.; WMLnP:26.3 / 27.7 ; z=‐2.413 ; p=0.016); tendency to a variation in different directions in the Trail Making Test, with possible improvement in the group WMLP (113.9 / 91.6 ;p=n.s.) and worsening in the group WMLnP (113.7 / 152.0 ; z=‐2.155 ; p=0.031). Imaging analysis in the inclusion, using the ARWMC scale and ADC evaluation, showed significant differences in different regions (F=39.54, p<0.0001). Comparative post‐hoc Bonferroni analysis showed significantly higher scores in the frontal and parieto‐occipital regions (p<0.0001. ADC values were significantly different between regions (F=44.56; p<0.0001), being higher in FLWM (p<0‐0001). There was no significant difference between ADC in NAWM in frontal and parieto‐occipital regions. ARWMC scores and ADC values correlated positively. Significant correlations were found between frontal ARWMC score and FLWM ADC values (r=0.467 ; p=0.012). ARWMC scores and ADC values correlated positively with age and blood pressure. Significant correlations were: age and frontal NAWM (r=0.440 ; p=0.019); Diastolic blood pressure and FLWM (r=0.386 ; p=0.034); sistolic blood pressure and parietooccipital NAWM (r=0.407 ; P=0.032). Due to the higher number of motor and cognitive variables a preliminary study was done, using principal component analysis. A global tendency to a negative correlation was found between ARWMC scores, ADC values and motor and cognitive performances. Evolutive analysis of ADC (n=19), showed a significant variation, with higher values in t1 in FLWM (Right: z=‐2.875 ; p=0.004 ; Left: z=‐2.113 ; p=0.035) and lower values in t1 in cerebellar NAWM (Right: z=‐2.094 ; p=0.036 ; Left: z=‐1.989 ; p=0.047). A negative correlation was found between ADC variation in cerebellar NAWM and contralateral FLWM (Left cerebellar NAWM / Right FLWM: r=‐0.133 ; p=n.s.; Right cerebellar NAWM/ Left FLWM: r=‐0.561 ; p=0.012). ADC values on the right correlated positively with walking speed (r=0,562 ; p=0,012). CONCLUSIONS: Progression of ARWML can be documented with a detailed visual scale in a one year interval. However, functional, motor and cognitive impairment, do not seem to progress significantly within the same period. A higher severity of ARWML is associated with a tendency to a worse functional and motor performance (and possibly to higher scores in depression scales). The issue of progression in a simplified visual scale from a mild to a moderate / severe degree of ARWML is not further elucidated. Patients with predominantly posterior lesions may be a subset of ARWML patients, with a different profile, that despite higher extent of lesion, seem to fair better than the rest of the group, namely with better performance on motor and cognitive tests. Evolution profile of this subset of patients also seems to be different, without a clearcut tendency to worsening functional, motor and cognitive (particularly for executive function tests) performance that is observed in the rest of the group. Imaging analysis, with a visual scale and ADC evaluation, suggests that severity of ARWML correlates negatively with cognitive and motor performance and positively with age and blood pressure. A higher vulnerability of frontal white matter to vascular disease seems to play an important role in motor and cognitive dysfunction, mainly determined by impairment of attention skills associated with frontal‐subcortical disconnection. DWI results, suggest that this may also be true for NAWM, underlining that conventional MR images may not represent the true extent of cognitive decline. The relation between vascular disease progression inside frontal lesions and ADC reduction in contralateral cerebellar peduncles, may be associated with a worse motor performance. Disruption of fronto‐cerebellar cicuits, with associated regional hypometabolism, may be responsible for the reduction of cerebellar ADC.

Reacção de cisão da molécula de azoto em xénon supercrítico

Apenas há 100 anos atrás foi finalmente estabelecido que os sistemas biológicos têm a capacidade de fixar o azoto. A Química ainda se encontrava atrasada, mas em 1913, Haber e Bosh projectaram a primeira instalação comercial de fixação do azoto e fundaram a indústria química inorgânica moderna. Os mecanismos destes dois processos relacionados são, no entanto, muito diversos. Laplaza e Cummins apresentaram na revista Science uma reacção que representa o culminar de 30 anos de trabalho da comunidade química na fixação de azoto em condições próximas das atmosféricas. Esta descoberta apresenta um complexo inorgânico simples que pode quebrar a ligação tripla da molécula de azoto para formar um novo nitrilo-complexo sem a necessidade de qualquer outro reagente. Esta publicação inspirou o trabalho apresentado nesta tese. Como a transferência de massa entre as fases – gasosa (azoto) e o solvente líquido – constituía um factor limitativo da cinética da reacção, assim a utilização de um solvente supercrítico pareceu ser uma melhoria óbvia. O xénon é o único fluido supercrítico, à temperatura ambiente suficientemente inerte quimicamente para ser usado como solvente em contacto com uma substância extremamente reactiva, capaz de quebrar a ligação da molécula de azoto. Neste trabalho, a reacção descoberta por Laplaza e Cummins foi efectuada em xénon supercrítico. A realização desta reacção envolveu diversas etapas: 1. As sínteses do composto Mo(NRAr)3 (1) (onde R é C(CD3)2CH3 e Ar é 3,5-C6H3(CH3)2), usando caixa de luvas e técnicas sob atmosfera de árgon; 2. A construção de uma nova instalação, projectada para a realização da reacção do composto 1 com o azoto em xénon supercrítico, com monitorização contínua através de espectrofotometria visível; 3. A introdução de sucessivas modificações devido a dificuldades experimentais imprevistas conduziu à reconstrução substancial da primeira instalação utilizada, de forma a ser possível medir a solubilidade do composto 1 em xénon supercrítico, e de proporcionar a difusão do azoto no xénon. 4. Medições da solubilidade do complexo 1 em xénon supercrítico, à temperatura ambiente e pressões entre 6 e 10MPa; 5. Medições da cinética da reacção do composto 1 com azoto gasoso, usando xénon supercrítico como solvente, em diversas condições, com diversos ambientes de solventes, em diferentes quantidades do composto 1, e usando métodos de detecção completamente diferentes do método espectroscópico inicialmente programado; 6. Utilização de simulações em CFD (Computer Fluid Dynamics) para interpretar os resultados obtidos. Estas simulações sugerem que a elevada densidade do xénon induz a sedimentação lenta do excesso (não dissolvido) do composto 1, que controla a distribuição do produto da reacção dentro do reactor. A conclusão principal foi a de que a cisão da ligação da molécula do azoto pelo composto 1 pode ser obtida em segundos em xénon supercrítico.

Correlação da tractografia por DTI com imagem funcional em epilepsia

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Imagem de tensor de difusão em alzheimer

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Regimes de comparticipação do estado no preço dos medicamentos : avaliação do impacto do sistema de preços de referência em Portugal

Os regimes de comparticipação no preço dos medicamentos constituem um instrumento basilar na política do medicamento, em particular, e na política de saúde, em geral. De facto, estes sistemas permitem modelar a acessibilidade aos medicamentos, através de modelos de financiamento específicos, condicionando, por esta via, os ganhos em saúde associados ao respectivo consumo. Sendo que a saúde é um direito universal, assim consignado na Carta das Nações Unidas1, é também reconhecida como um direito europeu, tal como disposto na Carta dos Direitos Fundamentais da União Europeia2, nomeadamente no seu artigo 35º que se reporta à promoção da saúde e refere que “todas as pessoas têm o direito de aceder à prevenção em matéria de saúde e de beneficiar de cuidados médicos, de acordo com as legislações e práticas nacionais. Na definição e execução de todas as políticas e acções da União, será assegurado um elevado nível de protecção da saúde humana”. Em Portugal, por via da Constituição da República Portuguesa3, nomeadamente o nº 2 do artigo 16º elucida que “os preceitos constitucionais e legais relativos aos direitos fundamentais devem ser interpretados e integrados de harmonia com a Declaração Universal dos Direitos do Homem”, e no artigo 64º é evocado o “direito à protecção da saúde e o dever de a defender e promover.”. Neste documento é ainda referido que “para assegurar o direito à protecção da saúde, incumbe prioritariamente ao Estado (…) orientar a sua acção para a socialização dos custos dos cuidados médicos e medicamentosos”. Esta abordagem considera implicitamente a necessidade de intervenção de um terceiro pagador, como mediador na acessibilidade aos medicamentos. Esta posição não é, aliás, exclusiva de Portugal. Com efeito, tem sido assumida sistematicamente no âmbito europeu, de tal modo que o financiamento público constitui em média 64% da despesa farmacêutica na UE-254. Num âmbito mais lato, a análise dinâmica desta variável permite-nos observar que entre 1990 e 1999 ocorreu um crescimento anual de 5,6%, o qual é superior aos 4,2%, que foram observados para as despesas totais com a saúde, e muito superior ao crescimento anual de 3% para o PIB, para o mesmo período. Ou seja, verifica-se que o crescimento da despesa farmacêutica é superior ao crescimento médio das economias nos países que integram a OCDE5. Por outro lado, segundo as estatísticas desta organização, para Portugal, em 2005, a despesa média com medicamentos foi cerca de 2% do PIB, enquanto a média da OCDE se situou em 1,5% para o mesmo período. Verifica-se assim, que a sustentabilidade do financiamento dos medicamentos é uma questão actual, que exige uma abordagem premente, no sentido de ser salvaguardado o direito fundamental do ser humano à saúde. Tendo presentes os factos elencados, os sistemas de financiamento tradicionais têm sido incapazes de conter a inflação associada ao encargo público com medicamentos, pelo que se tornou premente a identificação e implementação de novos sistemas de comparticipação de medicamentos. Com efeito, a elevada importância, actualidade e premência do tema que pretendemos abordar na presente tese advém do facto de se observar um crescimento na despesa associada à utilização de medicamentos, que não está a ser acompanhado pelo aumento das verbas disponíveis para o efeito, o que pode comprometer futuros ganhos em saúde. A identificação de um regime de comparticipação de medicamentos, a aplicar sobre o segmento de medicamentos destinados à utilização em ambulatório, deve considerar a estrutura integrada da procura e da oferta de medicamentos6, tendo presente que esta articulação decorre num mercado imperfeito, em que o preço não é o factor determinante das escolhas, que são assumidas sobretudo pelos prescritores. A despesa é assumida predominantemente pelo terceiro pagador, e o consumidor recebe os benefícios de medicamentos que não seleccionou, e apenas financia parcialmente. A participação do farmacêutico na gestão da terapêutica é limitada, e o consumidor tem-se situado na periferia do processo de decisão sobre o seu tratamento. Pela sua relevância, o impacto associado à informação imperfeita que o consumidor possui, tem sido abordado por diversos investigadores7. Os medicamentos são bens distintos da maioria dos produtos transaccionados no mercado. São exigidos longos anos de investigação e investimento antecipado, antes que possam ser comercializados, se, e apenas quando, demonstraram qualidade, segurança e eficácia nos ensaios estabelecidos. A comercialização apenas se mantém quando estão asseguradas, e são comprovadas em permanência, qualidade e segurança. Por acréscimo, deve ser considerado o ciclo de vida dos medicamentos, num mercado farmacêutico que está sujeito a uma dinâmica permanente. Os novos medicamentos iniciam a comercialização sob patente, na ausência de concorrência. O acesso de similares terapêuticos ao mercado vem abrir a possibilidade de ser considerada a presença de bens substitutos, que é reforçada com o acesso dos medicamentos genéricos ao mercado. O aumento do número de concorrentes, bem como as respectivas características, vem abrir a possibilidade de ser equacionado um sistema de financiamento ajustado ao perfil da oferta, nomeadamente no que concerne ao segmento de mercado em que existem medicamentos genéricos comparticipados. Assim, os vectores preferenciais de intervenção, tendentes a assegurar a sustentabilidade da despesa farmacêutica, consistem em medidas direccionadas para cinco agentes que se posicionam no mercado farmacêutico: a Indústria Farmacêutica, os prescritores, os armazenistas, as farmácias e os consumidores. A actuação no âmbito do primeiro consubstancia-se usualmente numa intervenção sobre o preço dos medicamentos, os quais podem ser modelados por via administrativa, que impõe tendencialmente reduções obrigatórias, ou indirectamente criando incentivos para que a respectiva redução ocorra de uma forma voluntária – tal como é o caso quando se opta pela implementação do Sistema de Preços de Referência (SPR). A intervenção sobre os prescritores pode ocorrer através da modalidade de prescrição de medicamentos em vigor, quando se determina, por exemplo, a obrigatoriedade de prescrição por DCI, que permite favorecer a dispensa de medicamentos genéricos. A intervenção sobre as margens de lucro de armazenistas e farmácias pode condicionar a selecção do medicamento a dispensar, sempre que o contexto regulamentar o permita. Da mesma forma também a possibilidade de substituição da terapêutica prescrita por um medicamento genérico, pode contribuir para fomentar a contenção no crescimento da despesa farmacêutica. A intervenção sobre os consumidores deve ser dirigida para abordagens que fomentem a respectiva sensibilidade ao preço dos medicamentos, incentivando escolhas racionais, e por isso devidamente informadas. O SPR pretende actuar amplamente sobre os agentes no mercado farmacêutico, por via da definição de um tecto de financiamento público, proporcionando uma resposta às exigências verificadas no momento actual, em que a escassez de recursos financeiros exige novas modalidades de regimes de comparticipação, que contribuam para a contenção do crescimento da despesa farmacêutica sem afectar negativamente os ganhos em saúde, associados à utilização de medicamentos. De facto este sistema tem vindo a ser adoptado sucessivamente por vários Estados da União Europeia, independentemente do facto dos modelos de comparticipação vigentes em cada um deles não serem coincidentes. Em 1989 foi implementado na Alemanha, depois seguiu-se a Holanda em 1991, em 1993 foi adoptado pela Suécia e Dinamarca, e em 1997 pela Noruega. Seguiu-se em 2000 a Espanha, depois em 2001 foi a vez de ser implementado pela Itália e pela Bélgica. Em 2002 foi publicado o Decreto-lei que determinava a implementação do SPR em Portugal, no ano de 2003, quando também entrou em vigor em Itália. Em 2009 foi implementado na Finlândia e está previsto na Irlanda. Esta reforma foi certamente a mais importante em Portugal no que diz respeito à comparticipação dos medicamentos. A respectiva publicação por via do Decreto-lei 270/2002 de 2 de Dezembro, refere que este sistema “visa equilibrar os preços dos medicamentos comparticipados, instituindo um valor máximo a ser comparticipado correspondente à comparticipação do medicamento genérico de preço mais elevado de determinado grupo, garantindo assim ao utente uma alternativa de qualidade garantida e equivalência terapêutica comprovada”. A comparticipação por via do SPR constitui, de facto, o exemplo de um processo de financiamento público que tem demonstrado resultados na contenção do crescimento da despesa farmacêutica8, sem pôr em causa a qualidade dos cuidados prestados, quando aferidos por intermédio dos efeitos adversos relacionados com a saúde dos doentes ou quanto à utilização de cuidados de saúde mais dispendiosos9. Porém, este facto não colhe unanimidade entre os investigadores, já que foram observados resultados distintos quanto ao efeito do SPR sobre a despesa farmacêutica10. Este sistema encontra-se ancorado no diferencial de preços que existe entre os medicamentos de marca e os medicamentos genéricos, facto que pode contribuir para uma utilização preferencial dos segundos relativamente aos primeiros. Está estruturado em grupos homogéneos de medicamentos (GH) para os quais é definido um preço de referência (PR). Independentemente dos preços individuais dos medicamentos que integram cada GH, a comparticipação do Estado vai recair sobre o PR. O valor diferencial, para medicamentos de preços mais elevados é suportado integralmente pelo consumidor. Daí que o próprio sistema apresente incentivos para que ocorra uma redução voluntária no preço dos medicamentos. A redução no preço dos medicamentos sujeitos a SPR foi confirmada por diversos grupos de investigadores11,12,13,14,15,16 . Não obstante a redução verificada nos preços, sobretudo de medicamentos de marca11,15, diversos investigadores verificaram que em presença do SPR o incremento no número de medicamentos genéricos contribui para a descida dos preços, observando também que quanto mais elevado é o preço do medicamento de marca original relativamente ao preço dos genéricos, tanto maior o decréscimo da quota de mercado do medicamento original11. Foi igualmente observado que a opção por medicamentos de preços mais baixos não favorece o acesso dos medicamentos genéricos ao mercado, sendo verificado antes o respectivo impedimento14,17,18. O impacto do sistema sobre a outra componente da despesa - o consumo de medicamentos - não tem permitido resultados consensuais. Teoricamente seria de esperar que o consumo total se mantivesse constante, tendo presente que a substituição no GH tem lugar para a mesma substância activa, dosagem e forma farmacêutica, contudo deve ocorrer uma opção preferencial por medicamentos com preço igual ou inferior ao PR, em detrimento do consumo de medicamentos com preço superior ao PR. Foi observado um aumento no consumo por um grupo de investigadores10, enquanto outro grupo refere-se à hipótese de um decréscimo em presença do SPR8. Contudo, se estas características são comuns a todos os SPR, e têm contribuído para determinar a contenção nos encargos públicos com medicamentos, convém destacar que não há dois SPR vigentes que se apresentem completamente iguais. Daí o interesse em investigar os factores que podem potenciar ou inibir as consequências associadas à respectiva implementação, determinar a magnitude associada, bem como identificar outros efeitos que podem decorrer da implementação do SPR, in loco, ou seja nos contextos específicos do mercado farmacêutico e respectiva regulação, em cada Estado da UE. É esse o aporte da literatura científica, que muito embora exígua e essencialmente descritiva, faz referência a resultados favoráveis observados noutros Estados19. Importa, por isso, conhecer as respectivas realidades locais, e as características particulares dos respectivos SPR, para contextualizar e interpretar os resultados dos estudos publicados. Esta investigação centra-se nos resultados decorrentes do sistema adoptado em Portugal e pretende desenvolver uma análise tendo por referência os trabalhos de investigação desenvolvidos por outros investigadores, noutros Estados da UE. Para o efeito, considera o período anterior e posterior ao da respectiva implementação em Portugal, perfazendo a totalidade de seis anos de observações. O primeiro objectivo consiste em avaliar se o SPR contribuiu para a contenção do crescimento da despesa farmacêutica em Portugal, no período em estudo. Tendo presente que os dados da literatura apontam para um impacto favorável do SPR sobre o crescimento da despesa farmacêutica15,20,21, há interesse em verificar se em Portugal ocorreu também um impacto favorável sobre a despesa farmacêutica total, associada ao SPR, mas para além disso, se tendo ocorrido, esse decréscimo foi mediado pelo decréscimo na despesa farmacêutica pública, na despesa farmacêutica privada, ou por via de ambas. O segundo objectivo consiste em identificar e caracterizar as alterações que o SPR introduziu no mercado farmacêutico em Portugal, sobre o preço12,13,16 e o consumo dos medicamentos8,10. Também foi investigado se o SPR apresentou impacto associado ao número de apresentações comercializadas11,16 e à posição de domínio do líder de mercado11, para Portugal. Neste âmbito, e com base na literatura, será avaliado se o SPR em Portugal, contribuiu para o decréscimo do preço dos medicamentos de marca, bem como se contribuiu para o acesso de novas apresentações ao mercado, nomeadamente de medicamentos genéricos, que têm um preço inferior ao dos medicamentos de marca e estão em condições de proporcionar uma alternativa a estes últimos, pela poupança que geram na despesa directa a suportar pelos consumidores. Tendo presente que o vector consumo é determinante para a despesa farmacêutica importa verificar o respectivo comportamento em presença do SPR. Para o efeito será analisado se ocorre um decréscimo no consumo de medicamentos com preço superior ao PR, se aumenta o consumo de medicamentos com preço igual ou inferior ao PR, e ainda se o consumo total se mantém estável. Em linha com os resultados da literatura, importa verificar se em presença do SPR, em Portugal, tem lugar um decréscimo da posição de domínio do líder de mercado, o que constitui também um marcador da eficiência do sistema. O terceiro objectivo consiste em identificar as variáveis que podem explicar as alterações no preço médio no GH, na diferença percentual entre o preço de medicamentos de marca e o PR e no consumo de medicamentos genéricos relativamente ao de medicamentos de marca, em Portugal. Para o efeito foram consideradas como variáveis explicativas no que concerne ao preço, o número de apresentações comercializadas11,16 o escalão de comparticipação16, e a posição de domínio do líder de mercado11. No que se refere ao consumo de genéricos relativamente aos medicamentos de marca foi também considerado o número de apresentações, o preço, e o escalão de comparticipação. Deste modo, será investigado se, em presença do SPR, o decréscimo no preço é tanto mais elevado quanto mais afastado estiver do preço de referência, tendo em conta os resultados publicados na literatura que identificam uma redução mais acentuada no preço dos medicamentos de marca, quanto mais afastado este estiver do preço dos medicamentos genéricos11. Tendo presente que ocorreu um aumento na quota de mercado dos medicamentos genéricos, em Portugal, bem como no respectivo número de apresentações comercializadas, o qual acompanhou a implementação do sistema, convém averiguar se o decréscimo no preço dos medicamentos está associado ao acesso de novos medicamentos genéricos ao mercado. Uma das características do SPR consiste em sensibilizar o consumidor para o preço dos medicamentos, o que se traduz pela escolha daqueles que impõem um menor encargo. Assim sendo, é de esperar que a sensibilidade dos consumidores ao preço dos medicamentos varie em função do escalão de comparticipação dos medicamentos, sendo teoricamente de esperar que ocorra um aumento da sensibilidade ao preço e daí uma opção preferencial por medicamentos com preço inferior ou igual ao PR, sobretudo quando o escalão de comparticipação é menor. Por isso, é de prever que a IF, em Portugal, responda à implementação do SPR reduzindo sobretudo o preço dos medicamentos abrangidos pelos escalões de comparticipação mais baixos. Para atingir os objectivos identificados, esta tese está organizada em três partes, como se aponta em seguida. A primeira parte pretende introduzir o tema no que concerne à dimensão financeira associada à utilização dos medicamentos, bem como caracterizar sumariamente as componentes conceptual e estrutural dos regimes de comparticipação, em geral, e do SPR, em particular. Neste sentido, inicialmente procede-se a uma abordagem teórica da pertinência e relevância do financiamento dos medicamentos, focalizando-se depois a temática dos sistemas de comparticipação de medicamentos. Seguidamente é conduzida uma revisão da literatura, que incide sobre a evidência teórica associada ao SPR. A subsequente abordagem de exemplos, em Estados na União Europeia, dá continuidade e complementa a abordagem anterior, o que permite evidenciar que a implementação do mesmo sistema em Estados distintos não garante a obtenção dos mesmos resultados22. Na segunda parte da tese é essencial identificar o impacto do SPR, em Portugal, por via de uma análise descritiva. Esta parte centra-se na observação do comportamento das variáveis despesa, preço, consumo e concorrência associadas à utilização dos medicamentos que possuem genéricos comercializados, nos dois períodos em análise, sem atender aos eventuais factores causais. No sentido de alcançar tal desiderato, e após uma breve introdução teórica ao SPR, são apresentados os critérios subjacentes à constituição da amostra bem como a metodologia que é adoptada na análise. Os resultados expostos em seguida são acompanhados da informação pertinente para a respectiva interpretação. Subsequentemente é produzida uma discussão centrada nos resultados obtidos, e é presente a conclusão. Na terceira parte, aplicando metodologias econométricas, pretendem-se identificar as variáveis explicativas que estão associadas às alterações ocorridas na despesa farmacêutica, no preço, no consumo e na concorrência – analisada por intermédio do número de apresentações comercializadas, bem como pela posição de domínio do líder de mercado, e que foram identificadas na segunda parte da presente tese. A investigação aqui desenvolvida proporciona uma visão integrada do SPR, considerando os matizes que lhe definem a identidade, nos domínios teórico e empírico. Identifica os factores que cunham o êxito do sistema, bem como expõe as fragilidades, e também os insucessos do mesmo. O desenvolvimento dos modelos conceptual e empírico proporcionou os resultados de evidência científica que contribuíram para uma investigação pioneira, com resultados inovadores, relativos a Portugal. Recorre a metodologia econométrica para avaliar o impacto global do SPR sobre a despesa farmacêutica tendo em particular atenção o impacto sobre as duas componentes que determinam a despesa – o preço e o volume de medicamentos consumidos - bem como outras variáveis explicativas associadas. Numa abordagem inicial procedem-se a análises descritivas longitudinais e transversais, as quais permitem avaliar a variação potencial ocorrida nas variáveis em estudo ao longo da sequência temporal, bem como identificar as diferenças que sobre as mesmas recaem nos períodos anterior e posterior à implementação do sistema. O desenvolvimento de quatro modelos econométricos, numa etapa sequencial no processo de investigação, contribuiu para desagregar e identificar o impacto associado a cada uma das variáveis explicativas consideradas em cada modelo, sobre a variável independente. Para o efeito conduziram-se regressões lineares múltiplas pelo método dos mínimos quadrados aplicadas a séries temporais. Quanto aos resultados obtidos, destaca-se que o SPR em Portugal não está associado à modificação da despesa farmacêutica, muito embora esteja associado à redução do preço dos medicamentos sem estar associado a alterações no consumo total. O SPR está associado ao aumento do número de apresentações de medicamentos genéricos comercializados, tendo sido observado que este aumento impede o decréscimo do preço dos medicamentos comercializados. É relevante o impacto associado ao escalão de comparticipação, já que foi observado que para escalões de comparticipação mais elevados ocorre um decréscimo mais acentuado no preço dos medicamentos, em presença do SPR. Também se verificou que para escalões de comparticipação mais elevados ocorre tendencialmente um aumento no consumo de medicamentos genéricos relativamente aos medicamentos de marca. Estes resultados sugerem que o SPR possuiu um impacto parcialmente favorável, em Portugal, por via da respectiva contribuição para o decréscimo do preço dos medicamentos. Foi observado que este decréscimo apresenta-se segmentado, em função dos escalões de comparticipação. Contudo, é relevante considerar que as conclusões obtidas têm limitações. Há limitações decorrentes da constituição da amostra, já que não foi considerado todo o segmento de mercado abrangido pelo SPR, mas apenas o que representou a fracção major da despesa farmacêutica, nesse segmento. Também não foram considerados os dados relativos ao mercado global, o que limita a observação do efeito do sistema às repercussões sobre o próprio segmento em que se insere, e não considera os efeitos decorrentes em segmentos farmacoterapêuticos distintos, muito embora complementares, nomeadamente aqueles em que se inserem medicamentos similares terapêuticos. Ora, o objectivo da implementação do SPR consiste em proporcionar o controlo do crescimento da despesa farmacêutica total, e não apenas de parte da despesa farmacêutica associada a um segmento específico, pelo que se deveria tomar em consideração o efeito no segmento complementar. Também devem ser consideradas como limitantes, para a observação do impacto do sistema, as diversas medidas regulamentares que foram introduzidas em simultâneo com o SPR, no mercado nacional, e que não foram isoladas. Nomeiamse a obrigatoriedade de prescrição por DCI, a qual direcciona a opção de consumo para os medicamentos genéricos, bem como a possibilidade de substituição dos medicamentos prescritos por medicamentos genéricos, sempre que não ocorra inviabilização por parte do prescritor. A adopção de um novo modelo de receita médica, que limita o número de medicamentos a serem prescritos, também foi implementada em simultâneo com o SPR, podendo interferir com o impacto do sistema, nomeadamente na componente do volume. Não foi avaliado o contributo da majoração do PR aplicado para os pensionistas com rendimentos anuais inferiores a catorze vezes o salário mínimo nacional, o que também constitui uma limitação desta investigação, já que em termos de equidade no acesso aos medicamentos poderia ser recolhida informação no sentido de aperfeiçoar o sistema, e avaliar o comportamento neste segmento sócio económico tão específico. Convém ainda referir as próprias limitações metodológicas, já que se optou pelo recurso à técnica de regressão pelo método dos mínimos quadrados, aplicada a uma série temporal. Muito embora esta abordagem metodológica tenha sido seguida também por outros investigadores, tem limitações que podem comprometer a robustez dos coeficientes estimados. Os resultados devem ser, por isso, considerados no contexto em que foram obtidos. O contributo da tese para o conhecimento científico é relevante, não obstante as limitações enunciadas. A investigação desenvolvida permitiu identificar que, muito embora não tenha ocorrido um decréscimo na despesa farmacêutica mediado pelo SPR, o sistema foi eficaz noutras vertentes. Nomeadamente contribuiu para o decréscimo no preço dos medicamentos, tendo sido verificado um decréscimo mais acentuado no preço dos medicamentos que integram escalões de comparticipação mais elevados, bem como contribuiu para uma aproximação do preço dos medicamentos ao PR, o qual está indexado ao preço dos medicamentos genéricos. Verificou-se também, no decurso da investigação, que o SPR esteve associado ao incremento da oferta de medicamentos genéricos no mercado, bem como contribuiu para um aumento do respectivo consumo relativamente aos medicamentos de marca. Foi ainda observado que esse aumento foi mais acentuado no segmento abrangido por escalões de comparticipação mais elevados. O SPR não apresentou efeito sobre o volume total de medicamentos consumidos. Contudo, exerceu um efeito sobre o consumo, orientando-o para os medicamentos com preço igual ou inferior ao PR, e esteve associado ao decréscimo no consumo de medicamentos com preço superior ao PR. Esta investigação permitiu concluir que o SPR exerceu um impacto global favorável no segmento de mercado farmacêutico abrangido pelo sistema, nomeadamente sobre o preço e orientando o consumo dos medicamentos em função do PR, sem contudo chegar a contribuir para o decréscimo da despesa farmacêutica.

Hepatic parasympathetic nerve dysfunction involved in the deregulation of postprandial whole-body insulin sensitivity:a road to diabetes and associated pathologies

FCM: UC Fisiologia - Teses de Doutoramento

Fast-to-fed shift in glucose homeostasis: clues to an earlier detection of human prediabetic states

FCM: UC Bioquímica I - PhD Thesis

Sensibilidade à insulina pós-prandial: mecanismos fisiológicos e de activação e fisiopatologia na obesidade

RESUMO A acção hipoglicemiante da insulina é máxima no estado pós-prandial e depende da substância hepática sensibilizadora da insulina (HISS). Esta dissertação visa o estudo do mecanismo de acção da insulina no estado pós-prandial e em particular da via dependente da HISS, em modelos animais fisiológicos e patológicos (obesidade e diabetes mellitus tipo 2). Avaliaram-se diferentes tipos de refeição quanto ao seu efeito potenciador da acção da insulina, em ratos Sprague-Dawley (modelo fisiológico). A administração intragástrica de glícidos não afecta a acção da insulina, mas a refeição mista (lípidos, glícidos e proteínas), promove a sensibilização para a acção da insulina, através de um processo que parece ser iniciado no intestino e envolve a activação da via da HISS. Nos estudos de obesidade, o primeiro modelo utilizado foi o rato alimentado com dieta hiperlipídica (HFD), no qual se observou uma insulinorresistência pós-prandial devida quase exclusivamente à perda de acção da HISS, que se correlaciona com a adiposidade (corporal e abdominal) e parece ser devida à diminuição da sua síntese. O segundo modelo de obesidade usado foi o rato Zucker obeso (OZR), modelo genético que apresenta uma diminuição idêntica de ambas as componentes de acção da insulina (dependente e independente da HISS). A alteração na via da HISS parece localizar-se a jusante da sua síntese, sugerindo que um ou vários pontos comuns entre as vias de sinalização intracelular da HISS e da insulina per se estão alterados, resultando num diminuto aporte de glucose. No OZR, a acção da HISS não se altera com a idade, apresentando-se baixa também às 52 semanas de idade. Em ratos não obesos (LZR), a acção da HISS diminui entre as 9 e 52 semanas, sendo acompanhada por um decréscimo menos acentuado, embora significativo, da acção da insulina per se. A diminuição da acção da HISS com a idade parece ser a principal causa de insulinorresistência pós-prandial em LZR velhos, não se agravando no OZR. No modelo de diabetes tipo 2 estudado, o rato Zucker diabético (ZDF), também ambas as componentes de acção da insulina estavam diminuídas. No entanto, a alimentação com ração Purina, ligeiramente mais energética e lipídica do que a ração standard, agrava a disfunção da via da HISS nestes animais, sugerindo que a sensibilidade à insulina em ratos ZDF é muito susceptível a factores nutricionais. A via da HISS é essencial para potenciar a acção da insulina do estado de jejum para o pós-prandial e a sua disfunção é em grande medida responsável pela insulinorresistência observada nos modelos animais de obesidade e diabetes estudados. xix SUMMARY Hypoglycemic insulin action is maximal in the postprandial state and depends on the hepatic insulin sensitizing substance (HISS). The present thesis focus on the postprandial insulin action and, in particular, on the HISS-dependent pathway, both in physiological and pathological (obesity and type 2 diabetes mellitus) animal models. Different meals were tested in Sprague-Dawley rats (physiological model) for their capacity to potentiate insulin action. It was observed that intragastric administration of either glucose or sucrose does not affect insulin sensitivity, unlike the mixed meal, composed of lipids carbohydrates and proteins, which significantly potentiated insulin action through a process that seems to be initiated at the intestine and involves activation of the HISS pathway. For the obesity studies, the first of the two obesity models used was the high fat-fed rat (HFD), in which the postprandial insulin resistance was almost exclusively caused by the decrease of HISS action, probably due to the impairment of HISS synthesis. This impairment correlates with both corporal and abdominal adiposity. The second obesity model used was the obese Zucker rat (OZR), a genetic model, which presented a similar impairment of both components of insulin action (HISSdependent and –independent). The modification in HISS pathway in OZR seems to be located downstream from HISS synthesis, that is, at its site of action – the skeletal muscle -, suggesting that one or several points common to both HISS and insulin per se signaling cascades are defective, resulting in a decreased glucose uptake. In OZR, HISS action does not decrease with age and is also low at 52 weeks of age. In non-obese rats (LZR), HISS action decreases from 9 to 52 weeks and it is accompanied by a lower, although significant, impairment of insulin action per se. HISS action impairment with aging seems to be the major cause of insulin resistance in old LZR, whereas insulin resistance is not aggravated in aging OZR. In the type 2 diabetes model, the diabetic Zucker rat (ZDF), both components of insulin action were also equally impaired. However, feeding the animals with Purina rat chow, which is slightly more caloric and more lipidic, induces additional HISS deterioration when compared with the standard lab diet, suggesting that insulin sensitivity in ZDF is very susceptible to nutritional factors. In conclusion, HISS pathway is essential to potentiate insulin action from the fasted to the fed state and its dysfunction is highly responsible for the insulin resistance observed in the obesity and diabetes animal models studied.

Caracterização da função do monóxido de azoto e glutationo hepáticos na sensabilidade periférica à insulina

xi RESUMO A acção da insulina no músculo esquelético depende de um reflexo parassimpático hepático que conduz à libertação de uma substância hepática sensibilizadora da insulina, designada por HISS, responsável por cerca de 55% do efeito hipoglicemiante da insulina. A acção da HISS é finamente regulada pelo monóxido de azoto (NO) hepático e pelo estado prandial, aumentando no período pós-prandial imediato e diminuindo progressivamente com as horas de jejum. A secreção da HISS pode ser inibida cirúrgica ou farmacologicamente, quer por desnervação selectiva do plexo anterior hepático, quer por administração de atropina, quer por inibição do sintase do NO (NOS) hepático. O objectivo geral do trabalho apresentado nesta dissertação foi a caracterização da via de transdução de sinal que conduz à libertação da HISS. O modelo utilizado neste estudo foi o rato Wistar. A sensibilidade à insulina foi avaliada através do teste rápido de sensibilidade à insulina (RIST). A primeira hipótese de trabalho testada foi que a sequência de eventos que conduzem à secreção da HISS inicia-se com a activação do sistema parassimpático hepático seguida de activação do NOS hepático com subsequente produção de NO e activação do guanilato ciclase (GC). Observou-se que a administração de um dador de NO reverteu a resistência à insulina induzida, quer por inibição do NOS hepático, quer por antagonismo dos receptores muscarínicos com atropina. Em contraste, a resistência à insulina produzida por inibição do NOS hepático não foi revertida por administração intraportal de acetilcolina (ACh). Constatou-se que a inibição do GC hepático diminuiu a sensibilidade à insulina. Estes resultados sugerem que: a ACh libertada no fígado induz a síntese de NO hepático que conduz à libertação da HISS, que por sua vez é modulada pelo GC hepático. A libertação da HISS em resposta à insulina é regulada pelo estado prandial. Uma vez que os níveis hepáticos de glutationo (GSH) se encontram, tal como a HISS, diminuídos no estado de jejum e aumentados após a ingestão de uma refeição, testou-se a hipótese de que o GSH hepático está envolvido na secreção da HISS. Observou-se que a depleção do GSH hepático induziu resistência à insulina, comparável à obtida após inibição do NOS hepático. Estes resultados suportam a hipótese de que o GSH hepático desempenha um papel crítico na acção periférica da insulina. Considerando que, no estado de jejum, tanto os níveis de GSH hepático como os níveis de NO hepático são baixos, testou-se a hipótese de que a co-administração intraportal de um dador de GSH e de um dador de NO promove um aumento da sensibilidade à insulina no estado de jejum, devido ao restabelecimento do mecanismo da HISS. Observou-se que a administração sequencial de dadores de GSH e de NO no fígado provocou um aumento na sensibilidade à insulina, dependente da dose de dador de GSH administrada. Concluiu-se portanto que ambos, GSH e NO, são essenciais para que o mecanismo da HISS esteja completamente funcional. O GSH e o NO reagem para formar um S-nitrosotiol, o S-nitrosoglutationo (GSNO). Os resultados supra-mencionados conduziram à formulação da hipótese de que a secreção/acção da HISS depende da formação de GSNO. Observou-se que a administração intravenosa de S-nitrosotióis (RSNOs) aumentou a sensibilidade à insulina, em animais submetidos a um período de jejum, ao contrário da administração intraportal destes fármacos, o que RSNOs têm uma acção periférica, mas não hepática, na sensibilidade à insulina. Os resultados obtidos conduziram à reformulação da hipótese da HISS, sugerindo que a ingestão de uma refeição activa os nervos parassimpáticos hepáticos levando à libertação de ACh no fígado que, por sua vez activa o NOS. Simultaneamente, ocorre um aumento dos níveis de GSH hepático que reage com o NO hepático para formar um composto nitrosado, o GSNO. Este composto mimetiza a acção hipoglicemiante da HISS no músculo esquelético. SUMMARY Insulin action at the skeletal muscle depends on a hepatic parasympathetic reflex that promotes the release of a hepatic insulin sensitizing substance (HISS) from the liver, which contributes 55% to total insulin action. HISS action is modulated by hepatic nitric oxide (NO) and also by the prandial status so as to, in the immediate ostprandial state, HISS action is maximal, decreasing with the duration of fasting. HISS secretion may be inhibited by interruption of the hepatic parasympathetic reflex, achieved either by surgical denervation of the liver or by cholinergic blockade with atropine, or by prevention of hepatic NO release, using NO synthase (NOS) antagonists. The main objective of this work was to characterize the signal transduction pathways that lead to HISS secretion by the liver. Wistar rats were used and insulin sensitivity was evaluated using the rapid insulin sensitivity test (RIST). The first hypothesis tested was that the sequence of events that lead to HISS secretion starts with an increase in the hepatic parasympathetic tone, followed by the activation of hepatic NOS and subsequent triggering of guanylate cyclase (GC). We observed that insulin resistance produced either by muscarinic receptor antagonism with atropine or by hepatic NOS inhibition was reversed by the intraportal administration of an NO donor. In contrast, intraportal acetylcholine (ACh) did not restore insulin sensitivity after NOS inhibition. We also observed that GC inhibition lead to a decrease in insulin sensitivity.These results suggest that the release of ACh in the liver activates hepatic NO synthesis in order to allow HISS secretion, through a signaling pathway modulated by GC. HISS release in response to insulin is controlled by the prandial status. The second hypothesis tested was that glutathione (GSH) is involved in HISS secretion since the hepatic levels of GSH are, like HISS action, decreased in the fasted state and increased after ingestion of a meal. We observed that hepatic GSH depletion led to insulin resistance of the same magnitude of that observed after inhibition of hepatic NOS. These results support the hypothesis that hepatic GSH is crucial in peripheral insulin action. Since, in the fasted state, both hepatic GSH and NO levels are low, we tested the hypothesis that intraportal o-administration of a GSH donor and an NO donor enhances insulin sensitivity in fasted Wistar rats, by restoring HISS secretion. We observed that GSH and NO increased insulin sensitivity in a GSH dose-dependent manner. We concluded that HISS secretion requires elevated levels of both GSH and NO in the liver. GSH and NO react to form a S-nitrosothiol, S-nitrosoglutathione (GSNO). The last hypothesis tested in this work was that HISS secretion/ action depends on the formation of GSNO. We observed that intravenous administration of -nitrosothiols (RSNOs) increased insulin sensitivity in animals fasted for 24 h, in contrast with the intraportal administration of the drug. This result suggests that RSNOs enhanced insulin sensitivity through a peripheral, and not hepatic, mechanism. The results obtained led to a restructuring of the HISS hypothesis, suggesting that the ingestion of a meal triggers the hepatic parasympathetic nerves, leading to the release of Ach in the liver, which in turn activates NOS. Simultaneously, hepatic GSH levels increase and react with NO to form a nitrosated compound, GSNO. S-nitrosoglutathione mimics HISS hypoglycaemic action at the skeletal muscle.

Contribuição para o estudo da influência da dimetilacetamida sobre a biodegradabilidade aeróbia de águas residuais

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil de Engenharia Sanitária

Anemia de células falciformes na idade pediátrica : contribuição para o estudo das suas principais complicações e indicadores de prognóstico

RESMO: Introdução: A anemia de células falciformes doença hereditária, com repercussão multi-orgânica, tem grande variabilidade na sua expressão clínica. Daí o interesse do estudo de indicadores de prognóstico. A investigação realizada foi precedida de um resumo histórico incidindo sobre a compreensão de aspectos fundamentais da doença ao longo dos tempos. Na primeira parte do estudo e após revisão bibliográfica, foram referidos dados da fisiopatologia como base para os estudos que integram a presente dissertação. Abordou-se o estado da arte relativamente às complicações, aos indicadores de prognóstico e à terapêutica utilizada. Objectivos: Constituíram objectivos deste estudo realizado numa amostra populacional representativa: identificar as lesões a nível dos sistemas cardio-respiratório e nervoso central, avaliando-se as respectivas repercussões; avaliar a presença de indicadores de prognóstico entre as variáveis seleccionadas; estudar a eficácia e toxicidade da HU nos doentes com as formas graves da ACF. Para a prossecução destes objectivos foram delineados para além do estudo global três estudos específicos: Estudo 1- repercussão no sistema cardio-respiratório; Estudo 2- repercussão no sistema nervoso central; Estudo 3- terapêutica com hidroxiureia. Doentes e métodos: Procedeu-se a um estudo prospectivo e multi-institucional durante um período de três anos tendo-se seleccionado para a amostra, e de acordo com critérios pré-definidos, 30 doentes com ACF na fase estável da doença, com idades compreendidas entre os sete e os 18 anos, todos de origem africana à excepção de um caucasiano. O diagnóstico baseou-se em técnicas de electroforese e estudo molecular que definiu o genotipo da doença e a presença da delecção da -talassémia assim como os haplotipos da amostra populacional. Foram utilizadas diferentes metodologias para avaliar a existência de lesão pulmonar e cerebral. Através do estudo estatístico foram seleccionadas diversas variáveis como hipotéticos indicadores de prognóstico. Estudo 1. Para determinar a existência de lesão a nível pulmonar usaram-se duas metodologias diferentes, a avaliação da função pulmonar com estudo da saturação da Hb em O2 no sangue arterial e a tomografia computadorizada de alta resolução. Estudou-se também a possível disfunção cardíaca como repercussão da lesão pulmonar, através do ecocardiograma, e os indicadores de prognóstico com significado estatístico para a lesão encontrada. Estudo 2. O desenho deste estudo foi sobreponível ao anterior, mas com metodologia adequada para o SNC. Procedeu-se ao estudo das lesões cerebrais por meio de exames imagiológicos, (RMN-CE e DTC) e de testes psicológicos. Correlacionaram-se as três metodologias utilizadas e a importância de cada uma para a decisão de atitudes terapêuticas preventivas. Estudo 3. Consistiu num estudo aberto prospectivo não controlado com nove crianças e adolescentes com formas graves de ACF, com o objectivo de avaliar a eficácia da terapêutica com hidroxiureia, durante um período de 24 meses. Todos os doentes completaram no mínimo 15 meses de terapêutica, com uma dose final média de 194 mg/K/dia. Resultados globais: Durante o período anterior à investigação caracterizou-se a amostra populacional estudada quanto ao fenotipo genético, clínico e hematológico de acordo com os critérios utilizados por outros investigadores. Verificou-se: predomínio do haplotipo Bantu na forma homozigótica em 53% dos doentes; número total de EVO ≥3/ano em 87,5% dos doentes; crises de sequestração em 18,75%; dactilites no primeiro ano de vida em 31,2%; quadro de sépsis grave apenas num doente; crises de hiper-hemólise em 50%; e STA em 59,38% dos doentes. Quanto ao fenotipo hematológico evidenciaram-se como factores de risco reticulocitose (13,1x103/l) e hiperbilirrubinémia (2,5 mg/dl) e como factores de bom prognóstico a presença de delecção de um gene da -talassémia em 46,9% dos doentes e valor médio de Hb 8,1 g/dl. Resultados dos estudos parcelares: Estudo 1. Deste estudo infere-se que a DPR ligeira foi diagnosticada em 70% dos doentes, uma vez que as alterações da difusão não foram estatisticamente significativas, o estudo dos gases no sangue não evidenciaram resultados anormais e a TCAR evidenciou alterações em 43,3% dos doentes. Apenas num doente se verificou doença pulmonar obstrutiva relacionada com maior número da STA.O estudo da disfunção cardíaca encontrada em 86,7% dos doentes não reflecte a repercussão da DPR a nível cardíaco, podendo estar associada às alterações fisiopatológicas da própria anemia crónica. Encontraram-se indicadores de prognóstico hematológicos e clínicos. Entre os primeiros, valores de Hb ≥8,5 g/dl e de HbF ≥13% foram considerados indicadores de bom prognóstico para a lesão pulmonar. Em relação aos parâmetros clínicos, as STA não foram consideradas indicadoras de prognóstico para a DPR ao contrário do que se verificou com o número de EVO. Pela análise dos parâmetros genéticos e socio-económicos provou-se a ausência de relação estatisticamente significativa com lesão pulmonar. Estudo 2. Pela RMN-CE foram diagnosticados ES em 33,3% com uma localização preferencial na substância branca profunda em 26,6% dos doentes. Relativamente aos parâmetros hematológicos seleccionados, o valor médio da HbF 8,6% constituíu um indicador de bom prognóstico para o aparecimento de ES, enquanto o valor médio de leucócitos 12.39x103/μl foi considerado um indicador de mau prognóstico. No estudo do DTC apenas um doente apresentou aumento da velocidade do fluxo cerebral na ACM igual a 196 cm/segundos, associado a vasculopatia grave. Os testes psicológicos alterados em 80% dos doentes mostraram ser o método mais sensível para detectar alterações do neurodesenvolvimento, mas sem correlação com os ES em 10% dos doentes. Realça-se a baixa percentagem de DTC patológicos encontrados neste estudo em relação ao número elevado de ES e de testes psicológicos alterados, não se verificando concordância entre os três exames. Dos indicadores de prognóstico estudados a -talassémia foi considerada um factor de protecção para o coeficiente de inteligência da escala de Wechsler. Em relação a parâmetros clínicos estudados os doentes com maior número de EVO, tem em média valores inferiores nos testes psicológicos. Estudo 3. Neste estudo verificou-se que o valor médio da HbF aumentou significativamente de 7,0±4% para 13,7±5,3% (p=0,028) ao fim de 15 meses de terapêutica com hidroxiureia. Clinicamente todos os doentes responderam significativamente com uma redução de 80% no número de EVO, 69% no número de internamentos, 76% no número de dias de hospitalização e 67% no número de transfusões. Deste modo comprovou-se não só a eficácia desta terapêutica neste grupo pediátrico como também a falta de efeitos secundários significativos. Considera-se a necessidade de estudos mais prolongados e em grande séries, para com segurança se usar a HU antes que a lesão orgânica se estabeleça, portanto logo nos primeiros anos de vida. Conclusão: Na amostra populacional estudada foram evidenciadas lesões pulmonares e cerebrais na grande maioria dos doentes que condicionaram a sua qualidade de vida. Foram identificados indicadores de prognóstico que poderão eventualmente ditar medidas terapêuticas precoces com o objectivo de diminuir a morbilidade e a mortalidade neste grupo etário. Demonstrou-se que a terapêutica com a HU foi eficaz e bem tolerada----------ABSTRACT: Background: Sickle cell anemia (SCA), a hereditary disease characterized by pain and lifetime multi-organic lesion, is a challenge for all that work with carriers of this disease. The clinical expression variability of SCA is a constant reality and a problem to be solved in the current world of investigation, for which the knowledge of prognostic indicators responsible for the different aspects of clinical evolution diversity wiil be an added value. The study is preceded by a historical summary of the most important factors in the evolution of SCA, which are in themselves, an incentive for future research. In the first part of the study, after an extensive bibliographical revision, physiopathology data is referred to in general and specifically regarding the target organs, that constituted the base for the studies presented in the dissertation. The state of the art for the complications to be studied, the choice of prognostic indicators and the therapeutics application, were approached for the renewed interest in the theme. Aims: In regard to the investigation, the objective was to study the lesions in the most affected organs of a chosen pediatric group, to investigate prognostic indicators for lung and cerebral lesions and to evaluate the protective effect of hydroxyurea in children with severe outcomes. Patients and methods: A prospective and multi-institutional study was carried out during a three-year period, February 1998 to March 2001, with children and adolescents followed up at a Immunohematology Outpatient Clinic of Dona Estefânia's Hospital, Lisbon. Based in predefined criteria, 30 children with SCA were selected in a stable phase of the disease, aged from seven to 18 years old, all of whom were of African origin with exception of one who was Caucasian. The diagnosis was based on electrophoresis techniques and molecular study that allowed to define the genotype, the presence of deletional alpha-thalassemia as well as haplotypes in the population. Different methodologies were used to evaluate the existence of lung and cerebral lesion. Statistical study of the different variables selected the prognostic indicators. In Study 1, to determine the existence of lung lesion two different methodologies were used: pulmonar function study with arterial blood gases determination; and high resolution computerized tomography. Heart dysfunction as a repercussion of lung lesion was also studied through echocardiography, and prognostic indicators were statistically significant for lesions found. The design of Study 2 was similar to Study 1, but with the appropriate methodology for CNS. After neurological examination, which was normal in all patients (control group), cerebral lesions were studied with imagiologic exams (MRN-CE and TCD) and psychological tests. These three methodologies were correlated and the importance of each one in the decision of the therapeutic profilactic attitudes. Study 3 consisted of a controlled prospective open study in children with severe forms of SCA, with the aim of the evaluating therapeutic effectiveness of hydroxyurea, during a period of 24 months. Results: In the global overall study preceding the Studies 1,2 and 3, there were a prevalence of haplotype Bantu (53%) and other risk factors, namely the number of VOC (87,5%), sequestration crisis (18,75%), dactilytis in first year of life(31,2%), hyperhemolysis crisis (50%) and ATC in more than half of the patients (59,38%). This group of bad prognostic indicators, associated with the population of the lower class according to the Graffar scale, demonstrates the importance of primary health care services, information provided to the children and their relatives, as well as the interest in prophylactic therapeutics, specific screening and prenatal diagnosis. Study 1. It was evident from this study that slight RPD was diagnosed in 70% of the patients, because alterations of the diffusion had no statistical significance and arterial blood gases determinations were normal. Only one patient had restrictive lung disease related with numerous ACS. However ACS was not considered a prognostic indicator for RPD, contrary to the number of EVO. HRTC revealed discreet fibrotic lines that could be related with slight RPD, but the lack of correlation of these two exams (33%) supports the value of lung function tests for precocious diagnosis of RPD. Heart dysfunction was found in 86,7% of patients, does not reflect the repercussion of RPD, but with the physiopathology of chronic anemia. Hematologic and clinical prognostic indicators were found. Good prognostic indicators for the non-evolution of RPD with average Hb values of ≥ 8,5 g/dl and average HbF values of ≥13%, respectively. The genetic and social-economic factors had no statistical significance; nevertheless, they were more prevalent among Bantu haplotype (53,3%) in patients with RPD. Study 2. RMN-CE detected SI in 33,3% of the patients, with preferential location in deep white substance in 26,6% and in front lobe in 20%. This distribution can be related to structural aspects of the brain and with the high sensibility of this organ to hypoxia. From the hematological parameters selected, average HbF value 8,6% and average leucocyte count 12.39x103/μl were prognostic indicators with different meaning to SI. The increase in the total bilirubin related to hyperhemolysis clinically explains the genesis of SI In the TCD study, only one patient had increased cerebral flow speed >196 cm/sec in CMA, which corresponded to serious vasculopathy in AngioMR. This patient never present previously neurological symptoms and had several hyperhemolysis crisis and VOC as risk factors. Low percentage of pathological TCD in this study, in relation to the high number of SI and altered tests, although without correlation among the three exams, is probably attributed to factors related to the methodology, aspects of cerebral physiopathology or perhaps a sign of good prognostic if the duration of study had not been so short. TCD should be used as a screening method in the age groups with higher risk of AVC and should never be considered separately in prophylactic therapeutics indication. Psychological tests were the most sensitive method to detect neurodevelopment impairment; in 80% of patients the neuropsychologics tests were altered, but without correlation with SI (10%). Since SI can become evident during the first two years of life and develop with time, the first psychological tests should be carried out between 3 and 5 years of age to timely be referred to special education and stimulation programs. Prognostic indicators to psychological tests were also found: alpha-thalassemia was found to be a protection factor of the IQ, just as other hematologic factors (hematocrit, MGCV and erythrocytes count). In relation to clinical parameters, although without statistical significance, patients with larger number of VOC had average lower scores versus the average in tests, except in TP. Results from different studies were conclusive as to the type of lesion found and the importance of prognostic indicators. Study 3. All the patients completed a minimum of 15 months therapeutic treatment with the final average daily dose of 19±4 mg/kg/day. The average value of the fetal hemoglobin increased significantly from 7,0±3,9% to 13,7±5,3% (p=0.028). The HbF average values increased from 6% to 15% after 15 months of therapeutic treatment. Clinically there was a reduction of 80% in the number of VOE , 69% in the number of hospitalization, 76% in the number of days of hospitalization and 67% in the number of transfusions. Once again the effectiveness of this treatment in this pediatric group, as well as the lack of any significant secondary effects, was evident. The study confirms the need for further detailed research in order to safely effect the appropriate treatment prior to the development of organic lesions, which ideally should be in the first year of life. Conclusions: These results allow us to clarify the importance of either pulmonary lesions or either nervous central system impairment among patients, children and adolescents, with sickle cell anemia. These lesions were demonstrated in most of the patients studied compromising their quality of life and the mortality. The treatment with HU is proved to be effective and having low toxicity.

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