Impact of lung function testing on hemodynamic values : concordance between non-invasive and invasive measures

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Biochemical mechanisms involved in pulmonary hypo-alveolarization induced by peroxides contaminating parenteral nutrition in newborn guinea pig

La dysplasie broncho-pulmonaire (DBP), caractérisée par un défaut de l’alvéolarisation, est une complication pathologique associée à un stress oxydant chez le nouveau-né prématuré. La DBP est présente chez près de 50 % des nouveau-nés de moins de 29 semaines de gestation. La nutrition parentérale (NP) que ces nouveau-nés reçoivent pour cause d’immaturité gastro-intestinale est une source importante de stress oxydant. En effet, leur NP est contaminée par des peroxydes, dont l’ascorbylperoxyde qui est une forme peroxydée du déshydroascorbate. La génération des peroxydes est catalysée par la lumière ambiante. La photoprotection de la NP, quoique difficile d’application en clinique, est associée à une diminution de l’incidence de la DBP chez les enfants prématurés. Chez l’animal nouveau-né, la photoprotection de la NP est associée à un meilleur développement alvéolaire. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que l’ascorbylperoxide infusé avec la NP cause la perte d’alvéoles suite à une apoptose exagérée induite par l’oxydation du potentiel redox du glutathion. Cette oxydation du potentiel redox serait occasionnée par l’inhibition de la transformation hépatique de la méthionine en cystéine, menant à une diminution de la synthèse de glutathion au foie et dans les tissus tels que les poumons. La confirmation de cette hypothèse suggérera qu’un ajout de glutathion dans la NP permettra une meilleure détoxification de l’ascorbylperoxide par l’action de la glutathion peroxydase, et préviendra l’oxydation du potentiel redox et ainsi, la perte d'alvéoles par apoptose. Objectifs : Le but de mon projet de recherche est de comprendre les mécanismes biochimiques liant la NP et le développement de la DBP chez le nouveau-né prématuré et de proposer une alternative nutritionnelle prévenant le développement de cette complication fréquemment observée dans cette population. Les objectifs spécifiques sont : 1) d’évaluer l’impact, au poumon, de l’infusion de l’ascorbylperoxyde sur l’axe métabolique potentiel redox du glutathion - apoptose - le développement alvéolaire; 2) d’étudier l’impact de l’ascorbylperoxyde et du potentiel redox sur l’activité hépatique de la méthionine adénosyltransférase (MAT), première enzyme de la cascade métabolique transformant la méthionine en cystéine; et 3) de tenter de prévenir l’impact négatif de la NP ou de l’infusion d’ascorbylperoxyde sur le poumon en améliorant le statut en glutathion. Méthodes: Par un cathéter fixé dans la jugulaire, des cochons d’Inde de trois jours de vie (n = 8 par groupe) ont reçu en continu durant 4 jours une NP ou une solution de base (dextrose + NaCl) enrichie des différentes molécules à l’essai. Le premier objectif a été atteint en enrichissant la solution de base en ascorbylperoxyde à 0, 20, 60 et 180 μM. Ces solutions contenaient ou non 350 μM H2O2 pour se rapprocher des conditions cliniques. Le second objectif a été atteint en investiguant les mécanismes d’inhibition de la MAT dans des animaux infusés ou non avec des solutions contenant la solution de base, des peroxydes, du glutathion et la NP (dextrose + acides aminés + multivitamines + lipides). Le troisième objectif a été atteint en ajoutant ou non à une solution d’ascorbylperoxide ou à la NP 10 μM de glutathion (GSSG), afin d’obtenir une concentration plasmatique normale de glutathion. Après 4 jours, les poumons étaient prélevés et traités pour la détermination de GSH et GSSG par électrophorèse capillaire, le potentiel redox était calculé selon l'équation de Nernst et le niveau de caspase-3 actif (marqueur d’apoptose) par Western blot et l’index d’alvéolarisation quantifié par le nombre d’interceptes entre des structures histologiques et une droite calibrée. Les données étaient comparées par ANOVA, les effets étaient considérés comme significatifs si le p était inférieur à 0,05. Résultats: L’infusion de l’ascorbylperoxyde, indépendamment du H2O2, a induit une hypoalvéolarisation, une activation de la caspase-3 et une oxydation du potentiel redox de manière dose-dépendante. Ces effets ont été empêchés par l’ajout de GSSG à la NP ou à la solution d’ascorbylperoxyde (180 M). L’ascorbylperoxyde et le H2O2 ont inhibé l’activité de MAT tandis qu’elle était linéairement modulée par la valeur du potentiel redox hépatique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’ascorbylperoxyde est l’agent actif de la NP conduisant au développement de la DBP. Ainsi la correction des bas niveaux de glutathion induits par les peroxydes de la NP favorise la détoxification des peroxydes et la correction du potentiel redox pulmonaire ; ce qui a protégé les poumons des effets délétères de la NP en outrepassant l’inhibition de la MAT hépatique. Nos résultats sont d'une grande importance car ils donnent de l'espoir pour une prévention possible de la DBP.

A intervenção do exercício físico funcional em idosos hipertensos do sexo feminino

Introdução - A abordagem da intervenção promotora da atividade física funcional em um grupo de idosas hipertensas consiste em considerar a pessoa na sua integridade física, psíquica e social. Objetivo – Avaliar o efeito da implementação de um programa de treinamento funcional sobre a pressão arterial em repouso em mulheres idosas hipertensas, submetidas ao treinamento de exercício físico durante um período de 24 meses. Métodos - Pesquisa de caráter exploratório, com orientação analítico-descritiva com a finalidade de analisar a ação da atividade física direcionada e implementada três vezes por semana no prognóstico da hipertensão arterial. Esta pesquisa foi suportada na recolha de dados da pressão arterial em repouso numa amostra de idosas brasileiras na faixa etária de 60 a 90 anos, em condições de excelente motivação por parte do grupo. Para as análises estatísticas foi utilizado o programa IBM SPSS 20, onde os dados foram tratados de forma descritiva e inferencial. Verificou-se o pressuposto de parametria quanto à normalidade dos resíduos para PAS e PAD ao longo das avaliações pressóricas na amostra pelo teste K-S, onde o mesmo não foi detectado (p<0,05). Assim, foram utilizados o teste de X2 e de Comparações Múltiplas para observações acerca de quais diferenças estatísticas eram significativas (p<0,05), além da Análise de Correlação de Pearson (rho) para apontar as devidas associações entre os níveis de PAS e PAD durante o estudo. Resultados – A maioria (100%) das idosas estavam hipertensas, constatando-se que durante o período de treino apresentaram pressão arterial sistólica e diastólica muito abaixo do padrão da normalidade para essa faixa etária. Tal decréscimo foi altamente significativo (p<00,1) e foi detectado tanto nas estatísticas comparativas quanto nas de associação. Conclusões - Após a intervenção do Projeto Prevenção de Saúde Estádio Vivo, as idosas apresentaram redução e maior controle dos valores da sua pressão arterial. Considera-se assim, que o treinamento físico ao exercer um efeito fisiológico especifica ao nível muscular e cardiocirculatório é protetor do estado de saúde global pelo que deve ser incentivado ao longo de todo o ciclo vital. Infere-se também que o Programa implementado pode ser replicado como medida de educação terapêutica, de avaliação e de auditoria de boas práticas em saúde. Palavra-chave: Idosos. Atividade Física. Hipertensão.

Qualidade de vida dos indivíduos com patologia cardíaca : impacto de um programa de reabilitação

Introdução: A doença cardiovascular é uma das principais causas de incapacidade e diminuição da qualidade de vida. O grande investimento na atuação preventiva ou de reabilitação impõe um apelo especial à conjugação de esforços por parte de todos os interlocutores. Neste contexto, o objetivo do presente estudo centrou-se em avaliar o impacto de um Programa de Reabilitação na qualidade de vida e outros indicadores de saúde em indivíduos que possuam doença cardíaca, analisando a influência das variáveis sociodemográficas, antropométricas, clínicas, de qualidade de vida e de atividade física. Método: Recorrendo a um estudo de natureza quantitativa, do tipo prospetivo com características pré-experimentais, inquirimos 48 indivíduos portadores de patologia cardíaca, na sua maioria do género masculino (75%), com idades compreendidas entre os 26 e 87 anos (M= 57.90; Dp= 12.23), casados (81.2%), reformados (45,8%), com fatores de risco cardiovascular (87.5%), que se encontram com algum grau de limitação física para atividades quotidianas. O protocolo de pesquisa inclui, além de uma ficha sociodemográfica e clínica, instrumentos de medida aferidos e validados para a população portuguesa (Qualidade de Vida e Índice de Atividade Física), os quais foram aplicados antes e após a Fase II do Programa de Reabilitação Cardíaca, Resultados: Após implementação do Programa de Reabilitação Cardíaca, os resultados evidenciam uma melhoria estatisticamente significativa nos dados antropométricos (peso, IMC e PA), nas características analíticas (CT, LDL, TG, HDL e glicemia), nos dados hemodinâmicos (PAS, PAD, FE%), na prova de esforço (METs e %FC) e ainda na qualidade de vida (nos seus domínios emocional, físico, social e global) e no índice de atividade física (vigorosa, moderada, caminhada, METs e tempo sentado). Conclusão: A evidência dos resultados obtidos dá corpo à importância duma abordagem multidisciplinar nos programas de reabilitação cardíaca, realçando a necessidade de aumentar a taxa de referenciação para os centros existentes e a necessidade de criar novos centros, de forma a se poderem proporcionar cuidados considerados essenciais na recuperação pós-evento agudo e na prevenção da doença cardiovascular e cardíaca em geral. Palavras-Chave: Reabilitação Cardíaca; Qualidade de Vida; Fatores de Risco Cardiovascular.

Biochemical mechanisms involved in pulmonary hypo-alveolarization induced by peroxides contaminating parenteral nutrition in newborn guinea pig

La dysplasie broncho-pulmonaire (DBP), caractérisée par un défaut de l’alvéolarisation, est une complication pathologique associée à un stress oxydant chez le nouveau-né prématuré. La DBP est présente chez près de 50 % des nouveau-nés de moins de 29 semaines de gestation. La nutrition parentérale (NP) que ces nouveau-nés reçoivent pour cause d’immaturité gastro-intestinale est une source importante de stress oxydant. En effet, leur NP est contaminée par des peroxydes, dont l’ascorbylperoxyde qui est une forme peroxydée du déshydroascorbate. La génération des peroxydes est catalysée par la lumière ambiante. La photoprotection de la NP, quoique difficile d’application en clinique, est associée à une diminution de l’incidence de la DBP chez les enfants prématurés. Chez l’animal nouveau-né, la photoprotection de la NP est associée à un meilleur développement alvéolaire. Ainsi, nous émettons l’hypothèse que l’ascorbylperoxide infusé avec la NP cause la perte d’alvéoles suite à une apoptose exagérée induite par l’oxydation du potentiel redox du glutathion. Cette oxydation du potentiel redox serait occasionnée par l’inhibition de la transformation hépatique de la méthionine en cystéine, menant à une diminution de la synthèse de glutathion au foie et dans les tissus tels que les poumons. La confirmation de cette hypothèse suggérera qu’un ajout de glutathion dans la NP permettra une meilleure détoxification de l’ascorbylperoxide par l’action de la glutathion peroxydase, et préviendra l’oxydation du potentiel redox et ainsi, la perte d'alvéoles par apoptose. Objectifs : Le but de mon projet de recherche est de comprendre les mécanismes biochimiques liant la NP et le développement de la DBP chez le nouveau-né prématuré et de proposer une alternative nutritionnelle prévenant le développement de cette complication fréquemment observée dans cette population. Les objectifs spécifiques sont : 1) d’évaluer l’impact, au poumon, de l’infusion de l’ascorbylperoxyde sur l’axe métabolique potentiel redox du glutathion - apoptose - le développement alvéolaire; 2) d’étudier l’impact de l’ascorbylperoxyde et du potentiel redox sur l’activité hépatique de la méthionine adénosyltransférase (MAT), première enzyme de la cascade métabolique transformant la méthionine en cystéine; et 3) de tenter de prévenir l’impact négatif de la NP ou de l’infusion d’ascorbylperoxyde sur le poumon en améliorant le statut en glutathion. Méthodes: Par un cathéter fixé dans la jugulaire, des cochons d’Inde de trois jours de vie (n = 8 par groupe) ont reçu en continu durant 4 jours une NP ou une solution de base (dextrose + NaCl) enrichie des différentes molécules à l’essai. Le premier objectif a été atteint en enrichissant la solution de base en ascorbylperoxyde à 0, 20, 60 et 180 μM. Ces solutions contenaient ou non 350 μM H2O2 pour se rapprocher des conditions cliniques. Le second objectif a été atteint en investiguant les mécanismes d’inhibition de la MAT dans des animaux infusés ou non avec des solutions contenant la solution de base, des peroxydes, du glutathion et la NP (dextrose + acides aminés + multivitamines + lipides). Le troisième objectif a été atteint en ajoutant ou non à une solution d’ascorbylperoxide ou à la NP 10 μM de glutathion (GSSG), afin d’obtenir une concentration plasmatique normale de glutathion. Après 4 jours, les poumons étaient prélevés et traités pour la détermination de GSH et GSSG par électrophorèse capillaire, le potentiel redox était calculé selon l'équation de Nernst et le niveau de caspase-3 actif (marqueur d’apoptose) par Western blot et l’index d’alvéolarisation quantifié par le nombre d’interceptes entre des structures histologiques et une droite calibrée. Les données étaient comparées par ANOVA, les effets étaient considérés comme significatifs si le p était inférieur à 0,05. Résultats: L’infusion de l’ascorbylperoxyde, indépendamment du H2O2, a induit une hypoalvéolarisation, une activation de la caspase-3 et une oxydation du potentiel redox de manière dose-dépendante. Ces effets ont été empêchés par l’ajout de GSSG à la NP ou à la solution d’ascorbylperoxyde (180 M). L’ascorbylperoxyde et le H2O2 ont inhibé l’activité de MAT tandis qu’elle était linéairement modulée par la valeur du potentiel redox hépatique. Conclusion : Nos résultats suggèrent que l’ascorbylperoxyde est l’agent actif de la NP conduisant au développement de la DBP. Ainsi la correction des bas niveaux de glutathion induits par les peroxydes de la NP favorise la détoxification des peroxydes et la correction du potentiel redox pulmonaire ; ce qui a protégé les poumons des effets délétères de la NP en outrepassant l’inhibition de la MAT hépatique. Nos résultats sont d'une grande importance car ils donnent de l'espoir pour une prévention possible de la DBP.

Age-related factors that confound peripheral pulse timing characteristics in Caucasian children

Characteristics obtained from peripheral pulses can be used to assess the status of cardiovascular system of subjects. However, nonintrusive techniques are preferred when prolonged monitoring is required for their comfort. Pulse transit time ( PTT) measurement has showed its potentials to monitor timing changes in peripheral pulse in cardiovascular and respiratory studies. In children, the common peripheries used for these studies are fingers or toes. Presently, there is no known study conducted on children to investigate the possible physiologic parameters that can confound PTT measure at these sites. In this study, PTT values from both peripheral sites were recorded from 55 healthy Caucasian children ( 39 male) with mean age of 8.4 +/- 2.3 years ( range 5 - 12 years). Peripheries' path length, heart rate, systolic blood pressure, diastolic blood pressure ( DBP) and mean arterial pressure ( MAP) were measured to investigate their contributions to PTT measurement. The results reveal that PTT is significantly related to all parameters ( P< 0.05), except for DBP and MAP. Age is observed to be the dominant factor that affects PTT at both peripheries in a child. Regression equations for PTT were derived for measuring from a finger and toe, ( 6.09 age + 189.2) ms and ( 6.70 age + 243.0) ms, respectively.

The effect of admission physiological variables on 30 day outcome after stroke

Introduction. Potentially modifiable physiological variables may influence stroke prognosis but their independence from modifiable factors remains unclear. Methods. Admission physiological measures (blood pressure, heart rate, temperature and blood glucose) and other unmodifiable factors were recorded from patients presenting within 48 hours of stroke. These variables were compared with the outcomes of death and death or dependency at 30 days in multivariate statistical models. Results. In the 186 patients included in the study, age, atrial fibrillation and the National Institutes of Health Stroke Score were identified as unmodifiable factors independently associated with death and death or dependency. After adjusting for these factors, none of the physiological variables were independently associated with death, while only diastolic blood pressure (DBP) >= 90 mmHg was associated with death or dependency at 30 days (p = 0.02). Conclusions. Except for elevated DBP, we found no independent associations between admission physiology and outcome at 30 days in an unselected stroke cohort. Future studies should look for associations in subgroups, or by analysing serial changes in physiology during the early post-stroke period.

Heritability and Stability of Resting Blood Pressure in Australian Twins

In Australian twins participating in three different studies (1979-1996), the contribution of genetic and environmental influences to variation in resting systolic (SBP) and diastolic blood pressure (DBP) was studied. The sample consisted of 368 monozygotic and 335 dizygotic twin pairs with measurements for both individuals. Blood pressure measurements in two studies were available for 115 complete twin pairs, and 49 twin pairs had measurements in three studies. This allowed assessment of blood pressure tracking over an average period of 12 years in the age range of 23 to 45 years. Multivariate analyses showed significant heritability (h(2)) of blood pressure in all studies (SBP h(2) = 19%-56%, DBP h(2) = 37%-52%). In addition, the analyses showed that the blood pressure tracking was explained by the same set of genetic factors. These results replicate an earlier finding in Dutch twins that also showed stability of the contribution of genetic factors to blood pressure tracking.

Confounding physiologic parameters in pulse transit time monitoring of children

Pulse Transit Time (PTT) measurement has showed potential in non-invasive monitoring of changes in blood pressure. In children, the common peripheral sites used for these studies are a finger or toe. Presently, there are no known studies conducted to investigate any possible physiologic parameters affecting PTT measurement at these sites for children. In this study, PTT values of both peripheral sites were recorded from 64 children in their sitting posture. Their mean age with standard deviation (SD) was 8.2 2.6years (ranged 3 to 12years). Subjects' peripheries path length, heart rate (HR), systolic (SBP) and diastolic blood pressure (DBP) were measured to investigate any contributions to PTT measurement. The peripheral pulse timing characteristic measured by photoplethysmography (PPG) shows a 59.5 8.5ms (or 24.8 0.4%) difference between the two peripheries (p

Nonlinear and ROADM induced penalties in 28 Gbaud dynamic optical mesh networks employing electronic signal processing

We report the impact of cascaded reconfigurable optical add-drop multiplexer induced penalties on coherently-detected 28 Gbaud polarization multiplexed m-ary quadrature amplitude modulation (PM m-ary QAM) WDM channels. We investigate the interplay between different higher-order modulation channels and the effect of filter shapes and bandwidth of (de)multiplexers on the transmission performance, in a segment of pan-European optical network with a maximum optical path of 4,560 km (80km x 57 spans). We verify that if the link capacities are assigned assuming that digital back propagation is available, 25% of the network connections fail using electronic dispersion compensation alone. However, majority of such links can indeed be restored by employing single-channel digital back-propagation employing less than 15 steps for the whole link, facilitating practical application of DBP. We report that higher-order channels are most sensitive to nonlinear fiber impairments and filtering effects, however these formats are less prone to ROADM induced penalties due to the reduced maximum number of hops. Furthermore, it has been demonstrated that a minimum filter Gaussian order of 3 and bandwidth of 35 GHz enable negligible excess penalty for any modulation order.

Nonlinearity compensation in multi-rate 28 Gbaud WDM systems employing optical and digital techniques under diverse link configurations

Digital back-propagation (DBP) has recently been proposed for the comprehensive compensation of channel nonlinearities in optical communication systems. While DBP is attractive for its flexibility and performance, it poses significant challenges in terms of computational complexity. Alternatively, phase conjugation or spectral inversion has previously been employed to mitigate nonlinear fibre impairments. Though spectral inversion is relatively straightforward to implement in optical or electrical domain, it requires precise positioning and symmetrised link power profile in order to avail the full benefit. In this paper, we directly compare ideal and low-precision single-channel DBP with single-channel spectral-inversion both with and without symmetry correction via dispersive chirping. We demonstrate that for all the dispersion maps studied, spectral inversion approaches the performance of ideal DBP with 40 steps per span and exceeds the performance of electronic dispersion compensation by ~3.5 dB in Q-factor, enabling up to 96% reduction in complexity in terms of required DBP stages, relative to low precision one step per span based DBP. For maps where quasi-phase matching is a significant issue, spectral inversion significantly outperforms ideal DBP by ~3 dB.

Digital back-propagation for spectrally efficient WDM 112 Gbit/s PM m-ary QAM transmission

We report the performance of coherently-detected nine-channel WDM transmission over high dispersion fibers, using polarization multiplexed m-ary quadrature amplitude modulation (m = 4, 16, 64, 256) at 112 Gbit/s. Compensation of fiber nonlinearities via digital back-propagation enables up to 10 dB improvement in maximum transmittable power and similar to 8 dB Q(eff) improvement which translates to a nine-fold enhancement in transmission reach for PM-256QAM, where the largest improvements are associated with higher-order modulation formats. We further demonstrate that even under strong nonlinear distortion the transmission reach only reduces by a factor of similar to 2.5 for a 2 unit increase in capacity (log(2)m) when full band DBP is employed, in proportion to the required back-to-back OSNR.

Various nonlinearity mitigation techniques employing optical and electronic approaches

In this letter, we directly compare digital back-propagation (DBP) with spectral inversion (SI) both with and without symmetry correction via dispersive chirping, and numerically demonstrate that predispersed SI outperforms traditional SI, and approaches the performance of computationally exhaustive ideal DBP. Furthermore, we propose for the first time a novel practical scheme employing predispersed SI to compensate the bulk of channel nonlinearities, and DBP to accommodate the residual penalties due to varying SI location, with predispersed SI ubiquitously employed along the transmission link with <;0.5-dB penalty. Our results also show that predispersed SI enables partial compensation of cross-phase modulation effects, increasing the transmission reach by ×2.

Pyrolysis study of halogen-containing aromatics reflecting reactions with polypropylene in a posttreatment decontamination process

Halogen-containing aromatics, mainly bromine-containing phenols, are harmful compounds contaminating pyrolysis oil from electronic boards containing halogenated flame retardants. In addition, theirformation increases the potential for evolution of polybrominated dibenzo-p-dioxins (PBDDs) and dibenzofurans (PBDFs) at relatively low temperature (up to 500 °C). As a model compound, 2,4-dibromophenol (DBP) was pyrolyzed at 290-450 °C. While its pyrolysis in a nitrogen flow reactor or in encapsulated ampules yields bromine-containing phenols, phenoxyphenols, PBDDs, and PBDFs, pyrolysis of DBP in a hydrogen-donating medium of polypropylene (PP) at 290-350 °C mainly results in the formation of phenol and HBr, indicating the occurrence of a facile hydrodebromination of DBP. The hydrodebromination efficiency depends on temperature, pressure, and the ratio of the initial components. This thermal behavior of DBP is compared to that of 2,4-dichlorophenol and decabromodiphenyl ether. A treatment of halogen-containing aromatics with PP offers a new perspective on the development of low-environmental-impact disposal processes for electronic scrap. © 2005 American Chemical Society.

Advanced perturbation technique for digital backward propagation in WDM systems

An improved digital backward propagation (DBP) is proposed to compensate inter-nonlinear effects and dispersion jointly in WDM systems based on an advanced perturbation technique (APT). A non-iterative weighted concept is presented to replace the iterative in analytical recursion expression, which can dramatically simplify the complexity and improve accuracy compared to the traditional perturbation technique (TPT). Furthermore, an analytical recursion expression of the output after backward propagation is obtained initially. Numerical simulations are executed for various parameters of the transmission system. The results indicate that the advanced perturbation technique will relax the step size requirements and reduce the oversampling factor when launch power is higher than -2 dBm. We estimate this technique will reduce computational complexity by a factor of around seven with respect to the conventional DBP. © 2013 Optical Society of America.