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

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

Improvement of in silico strain engineering methods in Saccharomyces cerevisiae

PhD thesis in Bioengineering

A violência entre pares na adolescência: desenvolvimento e implementação de um programa de prevenção

Tese de Doutoramento em Psicologia (área de especialização em Psicologia da Justiça).

O ensino de canto nos ramos genérico e vocacional no 1º ciclo do ensino básico: um estudo de caso múltiplo

Tese de Doutoramento em Estudos da Criança (área de especialização em Educação Musical).

Narrative innovations predict symptom improvement: Studying innovative moments in narrative therapy of depression

Objective:Innovative moments (IMs) are moments in the therapeutic dialog that constitute exceptions toward the client's problems. These narrative markers of meaning transformation are associated with change in different models of therapy and diverse diagnoses. Our goal is to test if IMs precede symptoms change, or, on the contrary, are a mere consequence of symptomatic 15 change. Method: For this purpose, IMs and symptomatology (Outcome Questionnaire-10.2) were assessed at every session in a sample of 10 cases of narrative therapy for depression. Hierarchical linear modeling was conducted to explore whether (i) IMs in a given session predict patients' symptoms in the following session and/or (ii) symptoms in a given session predict IMs in the next session. Results: Results suggested that IMs are better predictors of symptoms than the reverse. Conclusions: These results are discussed considering the contribution of meanings and narrative processes' changes to symptomatic improvement.

Biotechnological approaches for yield improvement of anticancer alkaloids in the plant Catharanthus roseus

Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em Plantas

A estimulação cognitiva através da aprendizagem mediada: uma proposta de promoção das habilidades cognitivas em crianças de meio social desfavorecido

Partindo de dois referenciais teóricos da inteligência, psicométrico e cognitivo, esta tese centra-se no conceito de modificabilidade cognitiva e nos programas de estimulação (treino) cognitiva. Em particular é feita uma descrição detalhada do Programa de Enriquecimento Instrumental-PEI (Feuerstein et al., 1980), nomeadamente alguns conceitos centrais à sua fundamentação e implementação, por exemplo a experiência de aprendizagem mediada, o mapa cognitivo e a modificação cognitiva estrutural, pois que foi o programa considerado no nosso estudo empírico. Em termos empíricos procedemos à aplicação do PEI (tarefa de organização de pontos) junto de um grupo de crianças de 10 a 13 anos, do 4º ano do ensino fundamental, provenientes de um meio sociocultural desfavorecido. Este grupo representava a globalidade de uma turma da escola escolhida (25 crianças), havendo uma outra turma similar da mesma escola que serviu de grupo de comparação (26 crianças). O plano experimental inclui uma avaliação de pré-teste e pósteste com provas cognitivas e de leitura. Igualmente foi considerado o rendimento escolar das crianças, acrescentando-se no grupo experimental uma avaliação mais qualitativa assente nas funções cognitivas, atitudes e comportamentos das crianças ao longo da realização das atividades propostas no programa de estimulação cognitiva. Os resultados obtidos apontam para um efeito benéfico do programa quando comparamos as crianças do grupo experimental e de controlo no pós-teste em termos das habilidades cognitivas e numa das provas de leitura. Igualmente se observam melhorias nas suas funções cognitivas, atitudes e comportamentos de implicação na realização das tarefas ao longo do programa, registando-se uma melhoria do pré-teste para o pós-teste no rendimento académico, contudo esta melhoria ocorre igualmente no grupo de controlo. Estes resultados são discutidos à luz da investigação sobre os programas de treino cognitivo, e em particular do PEI, retirando-se ilações para a prática educativa e para a continuidade da investigação nesta área.

O currículo da formação em engenharia no âmbito do processo de bolonha: desenvolvimento de competências e perfil profissional na perspetiva dos docentes, dos estudantes e dos profissionais

Tese de Doutoramento em Ciências da Educação (área de especilização em Desenvolvimento Curricular).

From software extensions to product lines of dataflow programs

Abstract Dataflow programs are widely used. Each program is a directed graph where nodes are computations and edges indicate the flow of data. In prior work, we reverse-engineered legacy dataflow programs by deriving their optimized implementations from a simple specification graph using graph transformations called refinements and optimizations. In MDE-speak, our derivations were PIM-to-PSM mappings. In this paper, we show how extensions complement refinements, optimizations, and PIM-to-PSM derivations to make the process of reverse engineering complex legacy dataflow programs tractable. We explain how optional functionality in transformations can be encoded, thereby enabling us to encode product lines of transformations as well as product lines of dataflow programs. We describe the implementation of extensions in the ReFlO tool and present two non-trivial case studies as evidence of our work’s generality

Citric acid production by Y. lipolytica W29 from crude glycerol: strain improvement by mutagenesis

[Excerpt] Citric acid, an important and versatile organic acid extensively used in several industries, is originally produced by Aspergillus niger in submerged fermentation from molasses [1]. However, Yarrowia lipolytica have been studied and demonstrate a great potential as citric acid producer from several carbon sources [1–5] including crude glycerol, a low cost byproduct from the biodiesel industry [6]. The simultaneous production of the isomer isocitric acid is the major problem in using this yeast in the citric acid production. (...)

Response of blood pressure to maximum exercise in hypertensive patients under different therapeutic programs

OBJECTIVE: To evaluate the behavior of blood pressure during exercise in patients with hypertension controlled by frontline antihypertension drugs. METHODS: From 979ergometric tests we retrospectively selected 49 hipertensive patients (19 males). The age was 53±12 years old and normal range rest arterial pressure (<=140/90 mmHg) all on pharmacological monotherapy. There were 12 on beta blockers; 14 on calcium antagonists, 13 on diuretics and 10 on angiotensin converting enzyme inhibitor. Abnormal exercise behhavior of blood pressure was diagnosed if anyone of the following criteria was detected: peak systolic pressure above 220 mmHg, raising of systolic pressure > or = 10 mmHg/MET; or increase of diastolic pressure greater than 15 mmHg. RESULTS: Physiologic response of arterial blood pressure occurred in 50% of patients on beta blockers, the best one (p<0.05), in 36% and 31% on calcium antagonists and on diuretics, respectively, and in 20% on angiotensin converting enzyme inhibitor, the later the leastr one (p<0.05). CONCLUSION: Beta-blockers were more effective than calcium antagonists, diuretics and angiotensin-converting enzyme inhibitors in controlling blood pressure during exercise, and angiotensin converting enzyme inhibitors the least effective drugs.

Psychological approach to endometriosis: Women's pain experience and quality of life improvement

Endometriosis is a chronic condition affecting 10 to15% of women in childbearing age. Understanding the impact of this disease on women’s well-being is still a challenge, namely to intervene. Pain is the most current and troublesome symptom. Although medical treatments for pain relief are effective, recurrence rate remains significant, calling for a better understanding and development of new approaches for pain management. A group Cognitive Behavioral Therapy (CBT) for management of associated co-morbidities is suggested, paying special attention to Chronic Pelvic Pain (CPP). CBT design can be grounded on information collected from focus groups and a one-group exploratory trial. Evaluation of therapy effectiveness is possible to be performed by comparing group CBT to Usual Care (UC) and Support Group (SG) in a randomized controlled trial. Research in this area could represent an important step in providing a solution to the management of endometriosis and, to the best of our knowledge, the first national psychological approach for its understanding and treatment.

Benefits of exercise training in the treatment of heart failure: study with a control group

OBJECTIVE: Exercise training programs have been proposed as adjuncts to treatment of heart failure. The effects of a 3-month-exercise-training-program with 3 exercise sessions per week were assessed in patients with stable systolic chronic heart failure. METHODS: We studied 24 patients with final left ventricle diastolic diameter of 70±10mm and left ventricular ejection fraction of 37±4%. Mean age was 52±16 years. Twelve patients were assigned to an exercise training group (G1), and 12 patients were assigned to a control group (G2). Patients underwent treadmill testing, before and after exercise training, to assess distance walked, heart rate, systolic blood pressure, and double product. RESULTS: In G2 group, before and after 3 months, we observed, respectively distance walked, 623±553 and 561± 460m (ns); peak heart rate, 142±23 and 146± 33b/min (ns); systolic blood pressure, 154±36 and 164±26 mmHg (ns); and double product, 22211± 6454 and 24293±7373 (ns). In G1 group, before and after exercise, we observed: distance walked, 615±394 and 970± 537m (p<0.003) peak heart rate, 143±24 and 143±29b/min (ns); systolic blood pressure, 136±33 and 133±24 mmHg (ns); and double product, 19907± 7323 and 19115±5776, respectively. Comparing the groups, a significant difference existed regarding the variation in the double product, and in distance walked. CONCLUSION: Exercise training programs in patients with heart failure can bring about an improvement in physical capacity.

Improvement in left ventricular dysfunction after surgical correction of mitral regurgitation

OBJECTIVE: To evaluate whether left ventricular end-systolic (ESD) diameters £ 51mm in patients (pt) with severe chronic mitral regurgitation (MR) are predictors of a poor prognosis after mitral valve surgery (MVS). METHODS: Eleven pt (aged 36±13 years) were studied in the preoperative period (pre), median of 36 days; in the early postoperative period (post1), median of 9 days; and in the late postoperative period (post2), mean of 38.5±37.6 months. Clinical and echocardiographic data were gathered from each pt with MR and systolic diameter ³51mm (mean = 57±4mm) to evaluate the result of MVS. Ten patients were in NYHA Class III/IV. RESULTS: All but 2 pt improved in functional class. Two pt died from heart failure and infectious endocarditis 14 and 11 months, respectively, after valve replacement. According to ejection fraction (EF) in post2, we identified 2 groups: group 1 (n=6), whose EF decreased in post1, but increased in post2 (p=0.01) and group 2 (n=5), whose EF decreased progressively from post1 to post2 (p=0.10). All pt with symptoms lasting £ 48 months had improvement in EF in post2 (p=0.01). CONCLUSION: ESD ³51mm are not always associated with a poor prognosis after MVS in patients with MR. Symptoms lasting up to 48 months are associated with improvement in left ventricular function.