Scholarly article on topic 'Influência da função pulmonar e da força muscular na capacidade funcional de portadores de doença pulmonar obstrutiva crónica'

Influência da função pulmonar e da força muscular na capacidade funcional de portadores de doença pulmonar obstrutiva crónica Academic research paper on "Educational sciences"

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Academic journal
Revista Portuguesa de Pneumologia
OECD Field of science
Keywords
{"Teste de caminhada de seis minutos" / "reabilitação pulmonar" / "força muscular" / hipoxemia / DPOC / "sistema musculoesquelético" / COPD / hypoxaemia / "muscle strength" / "musculoskeletal system" / "pulmonary rehabilitation" / "six-minute walk test"}

Abstract of research paper on Educational sciences, author of scientific article — Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues, et al.

Abstract Aim: To determine which variable (forced expiratory volume in 1 second (FEV1), partial pressure of oxygen in arterial blood (PaO2), nocturnal hypoxaemia and muscular strength of femoral quadriceps) can predict the distance walked in the six-minute walk test (6MWT) by COPD patients. Methods: A cross-sectional and observational study of thirty patients referred to a pulmonary rehabilitation programme at a university hospital. Lung function was evaluated by spirometry, arterial blood gas analysis and nocturnal oximetry. Muscle function was evaluated by quadriceps strength and functional capacity by the 6MWT. Results: Bivariate regression analysis showed that quadriceps strength, was the only variable to correlate significantly with the distance walked in the 6MWT (p=0.002), accounting for 38% of the 6MWT variance. The statistical relationship established for these variables was 1kg of quadriceps strength equalled 5.9 metres walked in the 6MWT. Conclusions: Our results showed the importance of lower limb muscle strength in submaximal exercise testing. We conclude that femoral quadriceps muscle strength is the only one of the variables studied which can predict the distance COPD patients walk in the 6MWT. Rev Port Pneumol 2009; XV (2): 199-214

Similar topics of scientific paper in Educational sciences , author of scholarly article — Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues, et al.

Academic research paper on topic "Influência da função pulmonar e da força muscular na capacidade funcional de portadores de doença pulmonar obstrutiva crónica"

Artigo Original Original Article

Sérgio Leite Rodrigues1 César Augusto Melo e Silva2 Tereza Lima3

Carlos Alberto de Assis Viegas4 Marcelo Palmeira Rodrigues5 Fernanda Almeida Ribeiro6

Influência da funçâo pulmonar e da força muscular na capacidade funcional de portadores de doença pulmonar obstrutiva crónica

The influence of lung function and muscular strength on the functional capacity of chronic obstructive pulmonary disease patients

Recebido para publicaçao/receiied for publication: 08.08.01 Aceite para publicaçâo/accepted for publication: 08.11.07

Resumo

Objectivo: Determinar que variável entre o volume expirado forçado no primeiro segundo (VEFi), a pressâo parcial do oxigénio no sangue arterial (PaO2), a hipoxe-mia nocturna e a força muscular do quadricípite femoral pode predizer a distância percorrida no teste de cami-nhada de seis minutos (TC6) em doentes com DPOC. Doentes e métodos: Um estudo observacional do tipo transversal, envolvendo trinta doentes encaminhados a

Abstract

Aim: To determine which variable (forced expiratory volume in 1 second (FEVi), partial pressure of oxygen in arterial blood (PaO2), nocturnal hypoxaemia and muscular strength of femoral quadriceps) can predict the distance walked in the six-minute walk test (6MWT) by COPD patients. Methods: A cross-sectional and observational study of thirty patients referred to a pulmonary rehabilita-

1 Mestre em Ciencias da Saúde / MSC, Health Sciences

2 Doutor em Ciencias Médicas / PhD, Health Sciences

3 Mestre em Clínica Médica / MSC, Internal Medicine

4 Doutor em Fisiopatologia Respiratoria / PhD, Respiratory Physiopathology

5 Doutor em Ciencias Médicas / PhD, Medical Sciences

6 Mestre em Ciencias da Saúde / MSC, Health Sciences Universidade de Brasilia - UnB

Correspondéncia/Correspondence to:

Sérgio Leite Rodrigues

Rua 05 Norte Lote 02 Bloco B Apto 1304 Residencial Cedro, Águas Claras CEP:71907-720 Brasilia - DF Brasil

Trabalho realizado no Servigo de Pneumologia do Hospital Universitário de Brasilia e no Centro de Fisioterapia e Reabilitagao do Hospital Universitário de Brasilia / Work undertaken at the Pulmonology Unit, Hospital Universitário de Brasília, and the Physiotherapy and Rehabilitation Centre, Hospital Universitário de Brasília

Hospital Universitário de Brasilia - HUB

Rua L2 Norte Quadras 605 CEP 70840-901 Brasilia - DF Brasil

Chefe do Servigo de Pneumologia / Head of Pulmonology: Dra.Veronica Amado

Chefe do Centro de Fisioterapia e Reabilitagao / Head of Physiotherapy and Rehabilitation: Sérgio Leite Rodrigues

REVISTA PORTUGUESA DE PNEUMOLOGIA

DE PORTADORES DE DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÓNICA Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues,

Fernanda Almeida Ribeiro

um programa de reabilitaçâo pulmonar de um hospital universitário. A funçâo pulmonar foi avaliada por espirometría, gasometría arterial e oximetria nocturna. A funçâo muscular pela força muscular do quadricípite femoral e a avaliaçâo da capacidade funcional pelo TC6. Resultados: A análise de regressâo bivariada mostrou que a força do quadricípite femoral foi a única variá-vel que se mostrou estatisticamente significativa (p = 0,002) em predizer a distância, sendo responsá-vel por 38% da variância do TC6. Para essas variáveis a relaçâo estabelecida estatisticamente foi que para cada quilo de força do quadricípite femoral, os doen-tes caminharam 5,9 metros no TC6. Conclusáo: Os resultados indicam a importância da força muscular do MI em testes de esforço submáxi-mo. Entre as variáveis estudadas, apenas a força muscular do quadricípite femoral pôde predizer a distân-cia percorrida no TC6 em portadores de doença pulmonar obstrutiva crónica.

Rev Port Pneumol 2009; XV (2): 199-214

Palavras-chave: Teste de caminhada de seis minutos, reabilitaçâo pulmonar, força muscular, hipoxemia, DPOC, sistema musculoesquelético.

tion programme at a university hospital. Lung function was evaluated by spirometry, arterial blood gas analysis and nocturnal oximetry. Muscle function was evaluated by quadriceps strength and functional capacity by the 6MWT.

Results: Bivariate regression analysis showed that quadriceps strength, was the only variable to correlate significantly with the distance walked in the 6MWT (p=0.002), accounting for 38% of the 6MWT variance. The statistical relationship established for these variables was 1kg of quadriceps strength equalled 5.9 metres walked in the 6MWT. Conclusions: Our results showed the importance of lower limb muscle strength in submaximal exercise testing. We conclude that femoral quadriceps muscle strength is the only one of the variables studied which can predict the distance COPD patients walk in the 6MWT.

Rev Port Pneumol 2009; XV (2): 199-214

Key-words: COPD, hypoxaemia, muscle strength, musculoskeletal system, pulmonary rehabilitation, six-minute walk test.

Introdu^áo

O teste de caminhada de seis minutos (TC6) actualmente é utilizado em vários cenários fisiopatológicos na doen^a pulmonar intersticial1, na hipertensáo pulmonar2, no transplante pulmonar3, no pós-operatório de ci-rurgias cardíacas4 e, principalmente, na doen^a pulmonar obstrutiva crónica (DPOC)5. Baixo custo, simplicidade operacional e re-produtibilidade qualificam o TC6 como prova de esfor^o de escolha na avalia^áo da capacidade funcional6. Outra propriedade

Introduction

The six-minute walk test (6MWT) is currently used as part of the physiopathology of interstitial lung disease1, pulmonary arterial hypertension2, lung transplant3, post-cardiac surgery4 and, mainly, in chronic obstructive pulmonary disease (OCPD)5. Its low cost, user-friendliness and reproducta-bility make the 6MWT the functional test of choice for measuring functional capaci-ty6. Another of the test's important characteristics is its strict relationship with the

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INFLUENCIA DA FUNÇÂO PULMONAR E DA FORÇA MUSCULAR NA CAPACIDADE FUNCIONAL DE PORTADORES DE DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÓNICA Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues, Fernanda Almeida Ribeiro

importante é a forte associa^áo com o consumo de oxigénio dispendido nas actividades de vida diária do portador de DPOC5,6. Na avalia^áo das enfermidades pulmonares crónicas observamos que somados aos testes estáticos (espirometría)7, os testes dinámicos (esfor^o físico máximo e submáximo) sáo cada vez mais prevalentes8. Estas formas de análise funcional contribuem tanto para a compreensáo do impacto da doen^a e do seu estadiamento clínico, como para a elabora-^áo de prognósticos9. Na DPOC, uma abor-dagem multidimensional associa desfechos primários ás consequencias sistémicas, como perda ponderal e disfun^áo musculoesquelé-tica. Portanto, estes testes dinámicos surgem superando marcadores tradicionais de mor-talidade como VEFi, e estáo associados a indicadores de qualidade de vida na DPOC3,9. Entretanto, náo estáo claramente definidos os factores que predizem o rendimento físico dos portadores de DPOC no TC6. Este questionamento torna- se relevante quando observamos que a sobrevida de doentes sub-metidos ao programa de reabilita^áo pulmonar está associada a maior distáncia percorri-da no TC6 pós-reabilita^áo10. Recentemente, um estudo longitudinal demonstrou que o declínio anual da distáncia percorrida no TC6 em metros é maior nos doentes mais graves, em contraste com a taxa de declínio do VEF1, que náo demonstrou mudanzas significativas. Os autores sugerem que a dis-táncia percorrida no TC6 é o parámetro mais sensível para detec^áo de mudanzas clínicas do que os testes de fun^áo pulmonar, devendo ser utilizada de forma rotineira na DPOC grave11. Está evidente a necessidade de uma melhor compreensáo dos factores que po-tencialmente podem influenciar a performance no TC6.

amount of oxygen the COPD patient uses in carrying out daily life activities5,6. Statistical (spirometry)7 and dynamic (maximum and submaximal exercise) tests are playing an increasingly leading role in measuring chronic pulmonary disease8. These means of functional capacity analysis add a great deal to our knowledge of the impact of the disease, its clinical staging and progno-sis9. A multidimensional approach to COPD associates primary end-points to systemic consequences such as weight loss and mus-culoskeletal dysfunction. These dynamic tests have proved more efficacious than classic markers of mortality such as FEV1, and are associated to quality of life indicators in COPD39.

It is not yet clear which factors predict the distance walked in the six-minute walk test (6MWT) by COPD patients, however. This is an important point when we note that survival of patients enrolled in pulmonary rehabilitation programmes is associated to a longer distance walked in the 6MWT post-rehabilitation10. A recent longitudinal study showed that the annual reduction in metres walked in the 6MWT is greater in more severely ill patients. This contrasts with the reduced FEV1 rate, which does not show significant changes. The authors claim that the distance walked in the 6MWT is a more reliable parameter for detecting clinical changes that lung function tests and such be routinely used in severe COPD11. A better understanding of the factors which could impact on performance in the 6MWT is sorely needed.

Musculoskeletal dysfunction in COPD is well documented in the literature, with loss of muscular strength and resistance emerging as end-points secondary to ob-

Nao estao claramente definidos os factores que predizem o rendimento físico dos portadores de DPOC no TC6

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DE PORTADORES DE DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÓNICA Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues,

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A disfunçâo musculoesquelética periférica na DPOC é bem documentada pela literatura pertinente, sugerindo a perda da força e da resistencia muscular como desfechos clínicos secundários à obstruçâo do fluxo aéreo12. Nesse contexto, a preservaçâo do componente neuromuscular contráctil sugere a atrofia muscular como principal mecanismo deleté-rio no músculo esquelético13. Além disto, a associaçâo entre força do quadricípite femoral e o grau de obstruçâo das vias aéreas indica a inactividade crónica e o descondiciona-mento muscular como factores importantes para incapacidade física na DPOC13. O papel do défice de oxigénio na génese dos distúrbios sistémicos na DPOC tem sido estu-dado como uma forma de alteraçâo da homeos-tase da musculatura esquelética periférica14. Assim, por meio da supressâo da síntese proteica e da alteraçâo estrutural na célula muscular, a conversâo do metabolismo aeróbio em anaeróbio ocorre em baixos níveis de activida-de física14. Nos doentes com DPOC, essa bai-xa capacidade oxidativa do músculo esquelético pode reduzir a capacidade de exercício13. Por outro lado, a hipoxemia nocturna nessa populaçâo é prevalente durante os estágios de sono profundo, consequente à hipoventila-çâo e, principalmente, ao distúrbio ventila-çâo/perfusâo15. Ambos sâo agravados pela atonia da musculatura intercostal e dos músculos acessórios da respiraçâo, alteraçôes que ocorrem principalmente no sono REM15. Contudo, ainda nâo está definida a influên-cia do ciclo da hipoxemia durante o sono em relaçâo à capacidade funcional na DPOC. Pelo exposto, o objectivo deste trabalho foi determinar, por meio da análise de regressâo linear múltipla, o indicador entre o volume expirado forçado no primeiro segundo (VEF1), a pressâo parcial do oxigénio no sangue arterial (PaO2), a

struction of the airflow12. In this context the preservation of the contractive neuro-muscular component suggests muscular atrophy as the biggest deteriorating mechanism of the muscular skeleton13. Further, the relationship between femoral quadriceps strength and degree of airway obstruction suggests that chronic inactivity and lack of muscular condition are important factors in the physical incapacity seen in COPD13.

The role the oxygen debt plays in the genesis of systemic disorders in COPD has been studied as a form of altered musculoskeletal homeostasis14. Here, suppression of protein synthesis and structural alteration in the muscle cell results in aerobic to anaerobic metabolism conversion at low levels of physical activity14. This low musculoskeletal oxidative capacity could lower COPD patients' exercise capacity13. Nocturnal hypoxaemia is common in COPD patients' deep sleep, a result of hypoventilation and more due to an imbalance in the ventilation/perfusion ratio15. While both are worsened by lack of muscle tone in the intercostal musculature and the auxiliary breathing muscles, changes that take place mainly in REM sleep15, the impact of hypoxaemia during sleep has on functional capacity in COPD remains to be defined.

Accordingly, our study aimed to use multiple linear regression analysis to determine which variable (forced expiratory volume in 1 second (FEV1), partial pressure of oxygen in arterial blood (PaO2), nocturnal hypo-xaemia and muscular strength of femoral quadriceps) can predict the distance walked in the six-minute walk test (6MWT) by COPD patients.

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INFLUENCIA DA FUNÇÂO PULMONAR E DA FORÇA MUSCULAR NA CAPACIDADE FUNCIONAL DE PORTADORES DE DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÓNICA Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues, Fernanda Almeida Ribeiro

hipoxemia nocturna e a força muscular do quadricípite femoral que pode predizer a distancia percorrida no TC6 em doentes com DPOC.

Doentes e métodos

Foi realizado um estudo transversal do tipo observacional em doentes com DPOC. O diagnóstico da doença e classificaçâo da sua gravidade foram estabelecidos de acordo com o Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD)7. Os critérios de inclusâo foram doentes portadores de DPOC com obstruçâo do fluxo aéreo de leve a grave intensidade e em condiçâo clínica estável: sem sinal de doença cardíaca e sem história de infecçâo respiratória de pelo menos seis semanas antes de entrar no estudo. Os critérios de exclusâo foram doentes com incapacidade para andar, incapazes de realizar o teste de caminhada de seis minutos, portadores de doenças neuromusculares, de insuficiencia hepática ou de doenças renais, doentes submetidos a transplante pulmonar e em uso corticosteróide oral por pelo menos 6 semanas antes do estudo. Este protocolo foi aprovado pelo Comité de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Faculdade de Ciencias da Saude da Univer-sidade de Brasilia, e todos os participantes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido antes do início do estudo. A funçâo pulmonar foi avaliada por espirometría e gasometria arterial. 1) Foram recolhidos os valores absolutos da capacidade vital forçada (CVF), do VEF1 e do índice VEF1/CVF%, mensurados de acordo com as recomendaçôes da American Thoracic Society (ATS)16, e os valores relativos, calculados pelas equaçôes de referencia de

Methods

This was a cross-sectional and observational study involving COPD patients. COPD was diagnosed and classified per Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD) guidelines7. The study population was COPD patients with mild to severe obstruction of the airflow and stable clinical condition, meaning no sign of heart disease or history of respiratory infection for at least six months prior to study-start.

Exclusion criteria were patient inability to walk, inability to perform the 6MWT, any neuromuscular disease, liver failure or renal disease, and transplant patients with oral corticosteroid use for at least six weeks prior to study-start.

The protocol was approved by the research into living beings ethic committee of the Universidade de Brasilia School of Health Science. All participants gave their informed written consent prior to study-start. Spirometry and arterial blood gas analysis were used to evaluate lung function.

1) Absolute forced vital capacity (FVC), forced expiratory volume in one second (FEVi) and the FEVi/FVC% index measured in line with the American Thoracic Society (ATS)16 guidelines were collected, and the relative values calculated using Knudson reference equations17. The Vmax 22 series (Sensor Medics, Yorba Linda, California, USA) spirometer was used to adjust these variables.

2) Arterial blood gas analysis was performed in environmental air, with radial arterial blood collected to analyse concentration of hydrogen ions (pH), partial oxygen and carbonic gas pressure (PaO2 and PaCO2 in

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DE PORTADORES DE DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÓNICA Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues,

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Knudson17. Para aferiçâo dessas variáveis uti-lizámos o espirómetro Vmax 22 series (Sensor Medics, Yorba Linda, Califórnia, EUA). 2) A gasometría arterial foi realizada em ar ambiente, com sangue da artéria radial recolhido para análise do potencial hidrogeniónico (pH), pressôes parciais de oxigénio e gás carbónico (PaO 2 e PaCO2, respectivamente) e saturaçâo arterial da hemoglobina pelo oxigénio (SaO2%). Para aferiçâo dessas variáveis utilizamos o gasómetro AVL Compact 3, Medifield, EUA. A força do músculo quadricípite foi avaliada por meio de contracçâo isométrica voluntária máxima (CIVM)18. Os doentes foram sentados numa cadeira, posicionados de forma que os joelhos e o quadril ficassem flectidos a 900, coluna erecta, braços flexionados em forma de "X" na porçâo anterior do tórax e pés pendentes. Ao tornozelo do membro inferior dominante foi colocada uma braçadeira de couro que estava conectada, por meio de um cabo de aço, a uma célula de carga (Kratos, Sâo Paulo, Sâo Paulo) fixada na parede. Os doentes foram instruídos e estimulados verbalmente para rea-lizarem a extensâo do joelho por meio da CIVM do quadricípite durante 6 segundos. Foram realizadas três CIVM com intervalos de um minuto de descanso entre elas. Se a va-riabilidade da força medida nâo excedesse 5% entre as medidas, a contracçâo muscular de maior valor era, entâo, registada. O sinal proveniente da célula de carga foi condicionado (amplificado 300 vezes, filtrado — filtro passa-baixa de 50 Hz, a rejeiçâo do modo comum maior que 100 dB, a impedân-cia do sistema era de 109 ohms e a taxa de ruído do sinal inferior a 3 pV RMS) num condicionador de sinais para transdutores de força (EMG 800-C, EMG system do Brasil, Sâo José dos Campos, Sâo Paulo) e digitaliza-do por uma placa analógico-digital de 12 bits

turn) and oxygen saturation (SaO2%). We used the AVL Compact 3 (Medifield, USA) blood gas analyser to adjust these variables. We measured the strength of the quadriceps muscles using maximal voluntary isometric contraction (MVIC)18. Patients were seated in a chair with their knees and hip joint flexed at a 900 angle, their spines straight, arms flexed into an 'X' shape in front of their lower thorax and their feet in natural balance. The ankle of patient's dominant lower limb was placed in a leather stirrup which was connected by a steel cable to a load cell (Kratos, Sâo Paulo, Brazil) attached to the wall. Patients were instructed and encouraged to perform MVIC knee extensors for six seconds. They performed three MVICs with a minute's rest between each. If the force measured did not vary by more than 5% between assessments, the greatest muscular contraction was then calculated. The load cell signal and the signal from the electrode used in capturing the electromyo-graph signal had 300 times pre-amplification and a bandpass filter at under 50 Hz, with a common mode rejection rate of over 100 dB. System impedance was 109 ohms and the noise rate of the minor signal was 3 pV RMS. The data was sent to force trans-ductors (EMG 800-C, EMG system, Sâo José dos Campos, Sâo Paulo, Brazil) and sent to a 12-bit A/D converter (EMG System, Sâo José dos Campos, Sâo Paulo, Brazil) and sampled at 1024 Hz. We used the Windaq/lite software (Dataq Instruments, Akron, Ohio, USA) for acquisition of the captured signals and Windaq Playback software (Dataq Instruments, Akron, Ohio, USA) for data analysis. We determined nocturnal hypoxaemia via noctural oximtry. We adjusted the percen-

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INFLUENCIA DA FUNÇÂO PULMONAR E DA FORÇA MUSCULAR NA CAPACIDADE FUNCIONAL DE PORTADORES DE DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÓNICA Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues, Fernanda Almeida Ribeiro

(EMG System do Brasil, Sâo José dos Campos, Sâo Paulo, Brasil) com frequencia de amostragem de 1024 Hz. Para aquisiçâo dos sinais recolhidos, utilizamos o software Win-daq/lite (Dataq Instruments, Akron, Ohio, EUA) e para sua análise o Windaq Playback (Dataq Instruments, Akron, Ohio, EUA). A avaliaçâo do parámetro nocturno foi realizada por meio da oximetria de noite inteira para quantificaçâo da hipoxemia. Aferimos a percentagem do tempo de sono que os doen-tes permaneceram com saturaçâo periférica de oxigénio (SpO2) abaixo de 90% (T90%) por meio do oxímetro de pulso Healthdyne 930 Pulse Oximeter Marietta, Georgia, EUA e para análise em funçâo do tempo, o software Alice 3® Computadorized Polyssonogra-phic System, Marietta, Georgia, EUA. O TC6 foi realizado, como referencia da capa-cidade funcional, segundo as recomendaçôes da ATS19. Os doentes foram instruídos a andar no passo mais rápido possível, sem correr, num corredor plano de vinte e cinco metros de comprimento. Cada doente realizou dois testes, o primeiro com o propósito de se adaptar ao procedimento e eliminar o efeito da apren-dizagem na distáncia caminhada e o segundo para aferir os valores utilizados no estudo. A distáncia percorrida foi mensurada em metros, e, no início e no final do TC6, a sensaçâo de dispneia foi avaliada por meio da escala de per-cepçâo de esforço de Borg. A oximetria nâo invasiva (oxímetro modelo 920M, Healthdy-ne technologies, Marietta, Ga, EUA) foi utilizada na aferiçâo da SpO2 e da frequencia cardíaca durante todo o teste. Em relaçâo à análise estatística, utilizamos o teste de Kolmogorov-Smirnov para testar a normalidade da distribuiçâo dos dados espi-rométrico, gasométricos, do T90%, da força muscular do quadricípite e do teste de cami-

tage of sleep time in which patient saturation of peripheral oxygen (SpO2) was below 90% (T90%) using the Healthdyne technologies 930 Pulse Oximeter (Marietta, Georgia, USA) and analysed the time function using Alice 3® Computerized Polysomnographic System (Marietta, Georgia, USA). The six-minute walk test (6MWT) was performed in line with the ATS guidelines19. Patients were instructed to walk as quickly as they could without running along a flat twenty-five metre long corridor. Patients performed two tests, one for adaptation and the second for adjustment. The distance walked was measured in metres and dyspnoea was assessed using the Borg rating of perceived exertion scale pre— and post test. Non-invasive oximetry (using the 920M Healthdyne technologies, Marietta, Georgia, USA, oximeter) was used to adjust SpO2 and cardiac frequency during the test. In terms of statistical significance, we used the Kolmogorov-Smirnov test to assess the normal distribution of the spirometry, arterial blood gas analysis, T90%, quadriceps muscle strength and 6MWT data. The data are given as mean±standard deviation. We used stepwise (1) and non-stepwise (2) multiple linear regression analysis to define which variable could predict distance walked in the 6MWT:

— Method 1 used the determinant variables FEV1 (expressed in percentage of predicted amount), PaO2, T90% and the muscle strength of the femoral quadriceps individually in relation to the 6MWT.

— Method 2 analysed the conjunction of all the variables in relation to the 6MWT for relative comparison with the individual analysis model.

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nhada de seis minutos. Os dados foram apresentados com média ± desvio-padrâo. Para definirmos quais das variáveis podem predizer a distáncia caminhada no TC6, uti-lizámos os métodos de regressâo linear múltipla passo a passo (1.°) e a regressâo linear múltipla nao passo a passo (2.°):

— No primeiro método utilizamos individualmente as variáveis determinantes VEF1 (expresso em percentagem do valor previsto), PaO2, T90% e a força muscular do quadricípite femoral em relaçâo ao TC6.

— No segundo método analisamos o conjunto de todas as variáveis em relaçâo ao TC6 para comparaçâo relativa com o modelo de análise individual.

O nível de significáncia estabelecido foi de 5% e o programa estatístico utilizado foi o SPSS versâo 13.0 para Windows.

Resultados

Foram avaliados 30 doentes, dos quais 17 eram do sexo masculino e 13 do sexo femini-no. Destes, quatro desistiram do estudo recusando-se a realizar a oximetria nocturna. A idade apresentou valor médio de 68 ± 10 anos, com valor máximo de 84 e mínimo de 45 anos. O índice de massa corporal foi de 24 ± 04 kg/m2, com valor máximo de 32 e mínimo de 15 kg/m2.

Em relaçâo à classificaçâo da gravidade da DPOC, um doente possuía DPOC leve, onze (42%) apresentavam DPOC moderada, onze (42%) doença grave e três (11%) apresentavam DPOC muito grave. O valor médio do VEFi foi de 50 ± 17%, variando de 28% a 106%. No que se refere a CVF, o valor médio foi de 83 ± 22%, já a relaçâo

We set a 5% level of significance and used the SPSS version 13.0 for Windows statistical software programme.

Results

We studied 30 patients, 17 male and 13 female. Four patients dropped out of the study, refusing to undergo nocturnal oximetry. Mean age of the sample was 68±10 years old, maximum 84 and minimum 45 years old. Body mass index (BMI) was 24±04 kg/m2, maximum 32 and minimum 15 kg/m2.

In terms of COPD severity classification, 1 patient had mild COPD, 11 (42%) moderate, 11 (42%) severe and 3 (11%) very severe COPD. Mean FEVj was 50±17%, with range 28 - 106%. Mean FVC was 83±22% and FEVi/FVC 44±12%, maximum 67 and minimum 28%.

Mean PaO2 was 61±06 mmHg, maximum 82 and minimum 55 mmHg, with 13 patients (50%) having PaO2 below 60 mmHg. Mean PaCO2 was 36±05 mmHg with just 2 patients (8%) with hypercapnea (PaCO2 > 45 mmHg). Mean pH was 7.40±03. Mean muscle strength of the femoral quadriceps was 27±08 kgf, with maximum 42 and minimum 8 kgf. Mean distance walked in the 6MWT was 436±79 metres; 84±16% of the predicted amount. In terms of nocturnal oximetry, we found the T90% had a mean measurement of 31 ±34% with maximum 100 and minimum 0%. We also found a positive and significant correlation between PaO2 and T90% (r2=0.20 and p=0.02). We found no significant relationship between age (p=0.2), BMI (p=0.4) and distance walked in the 6MWT. Table I shows

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INFLUENCIA DA FUNÇÂO PULMONAR E DA FORÇA MUSCULAR NA CAPACIDADE FUNCIONAL DE PORTADORES DE DOENÇA PULMONAR OBSTRUTIVA CRÓNICA Sérgio Leite Rodrigues, César Augusto Melo e Silva, Tereza Lima, Carlos Alberto de Assis Viegas, Marcelo Palmeira Rodrigues, Fernanda Almeida Ribeiro

VEF1/CVF% foi de 44 t 12%, com valor máximo de б7% e mínimo de 28%. Com referencia às variáveis gasométricas, encontramos um valor médio de PaO2 de б1 t 0б mmHg, com valor máximo de 82 mmHg e mínimo de 55 mmHg, onde treze doentes (50%) apresentavam PaO2 abaixo de б0 mmHg. O valor médio da PaCO2 foi de 3б t t05 mmHg, com apenas dois doentes (08%) com hipercapnia (PaCO2 > 45 mmHg). O pH obteve valor médio de 7,40 t 03. Com relaçâo aos testes funcionais, o valor mé-dio da força muscular do quadricípite femoral foi de 27 t 08 kgf, com valor máximo de 42 kgf e mínimo de 08 kgf. O valor médio da distância percorrida no TŒ foi de 43б t 79 metros, cor-respondendo a 84 t 1б % do valor previsto. Em relaçâo à oximetria nocturna, observamos que o T90% obteve valor médio de 31 t t 34% com valor máximo de 100% e mínimo de 0%. Encontramos também uma cor-relaçâo positiva e significativa entre PaO2 e T90% (r2 = 0,20 e p = 0,02). Nâo observamos correlaçâo significativa entre idade (p = 0,2) e IMC (p = 0,4) e distân-cia percorrida no TC6. As características demográficas e funcionais dos doentes sâo apresentadas no Quadro I Quanto à análise de regressâo linear múltipla, o modelo do conjunto das variáveis determinantes mostrou significância estatística (p = 0,034). Contudo, na análise de regres-sâo bivariada, a força do quadricípite femoral foi a única variável que se mostrou esta-tisticamente significativa (p = 0,002) em predizer a distância percorrida, sendo res-ponsável por 38% da variância do TC6 (Quadro II). Para estas variáveis, a relaçâo estabelecida estatisticamente foi que para cada 1 kgf do quadricípite femoral foram ca-minhados 5,9 metros na distância no TC6.

the patients' demographic and functional capactity profile.

Turning to the multiple linear regression analysis, the conjunction of determinant variables model showed statistical significance (p=0.034). Bivariate regression analysis showed that femoral quadriceps strength was the only variable to correlate significantly with the distance walked in the 6MWT (p=0.002), accounting for 38% of the 6MWT variance (Table II). The statistical relationship established for these variables was 1kg of quadriceps strength equalled 5.9 metres walked in the 6MWT.

Discussion

The 6MWT is becomingly more used in studies due to its strong correlation with lung function tests such as respiratory pressure, maximum inspiratory pressure (maxPI) and maximum expiratory pressure (maxEP), FEV1 and PaO220,21. In our study, lower limb muscle strength was the only variable able to predict the distance walked in the 6MWT, accounting for 38% of the 6MWT variance.

However, in the transversal study, when analysed in tandem with other variables, lower limb muscle strength was not a variable able to predict the distance walked in the 6MWT20. This datum must be treated with caution, however, as there may have been multi-colinearity, meaning that a variable loses the power to measure when it is alongside other variables which bring about very similar phenomena in the linear regression statistical model. The same study20 found a significantly predictive correlation when lower limb muscle strength was used

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Quadro I - Características demográficas e funcionáis dos doentes portadores de doenga pulmonar obstrutiva crónica estudados, valores apresentados como média e desvio--padrao

Variáveis

Género

Idade IMC

Espirometria

Gasometria

Características

17 homens 9 mulheres

68 ± 10 anos 24 ± 4 kg/m2

CVF = 83 ± 22% VEFi = 50 ± 17% VEFi/CVF% = 44 ± 12

pH = 7,40 ± 3 PaCO2 = 36 ± 5 mmHg PaÛ2 = 61 ± 6 mmHg HCO3 = 22 ± 2 mmol/l SaO2 = 92 ± 2%

Força muscular do quadricípites 27 ± 8 kgf

T90%# 31 ± 34%

TC6* 436 ± 79 metros

# Tempo total de sono com saturaçao de oxlgénlo abalxo de 90%

* Teste de camlnhada de sels mlnutos

Table I - Demographic and functional capacity profile of the COPD patient sample. Measurements given as mean and standard deviation

Variables Characteristics

Gender 17 male

9 female

Age 68 ± 10 years old

BMI 24 ± 04 kg/m2

FVC = 83 ± 22%

Spirometry FEV1 = 50 ± 17%

FEV1/FVC% = 44 ± 12

Arterial blood gas analysis

pH = 7.40 ± 03 PaCO2 = 36 ± 05 mmHg PaO2 = 61 ± 06 mmHg HCO3 = 22 ± 02 mmol/l SaO2 = 92 ± 02%

Quadriceps muscle strength 27 ± 08 kgf

T90°%# 31 ± 34%

6MWT* 436 ± 79 metres

# = Total sleep time with oxygen saturation under 90%

* = Six-minute walk test

Discussâo

A distância percorrida no TC6 está cada vez mais valorizada pela literatura devido às fortes correlaçôes com testes de funçâo pulmonar, como as pressoes respiratorias, pressâo inspiratória máxima (PImax) e pressâo expi-ratória máxima (PEmax), o VEF1 e a PaO220,21. Neste estudo, a força muscular do

in isolation in the analysis. It is possible that variables such as maxPI, BMI and upper limb muscle strength in the model blunt the importance of lower limb muscle strength. These authors20 also found maxPI, body weight, BMI, and upper limb muscle strength accounted for 59% of the variance in the distance walked in the 6MWT. This shows the complexity of the end-point

Quadro II - Análise de regressao linear múltipla indicando a influencia individual das variáveis incluidas no modelo estatístico em relagao a distancia percorrida no teste de caminhada de seis minutos

Table II - Multiple linear regression analysis showing the individual weight of variables of the statistical model in relation to the distance walked in the 6MWT

Determinant variables Co-efficients p value

Variáveis determinantes Coeficientes Valor de p FEV1(%) -0.525 0.54

VEF1(%) -0,525 0,54 PaO2(mmHg) 0.315 0.90

PaO2(mmHg) 0,315 0,90 T90% 0.490 0.33

T90% 0,490 0,33 Quadriceps strength (kgf)* 6.370 0.002

Força do quadricípite (kgf)* 6,370 0,002 * r2 = 0.38

* r2 = 0,38

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membro inferior (MI) foi a única variável com poder para predizer a distáncia percor-rida no TC6, sendo isoladamente responsá-vel por 38% da variáncia do teste. Diferentemente, em estudo com delineamento transversal, quando analisada simultaneamente com outras variáveis, a força muscular do MI nâo foi observada como va-riável preditora da distáncia percorrida no TC620. Este dado, todavia, deve ser observado com cautela em funçâo da provável existencia de multicolinearidade, o que significa dizer que uma variável perde força à medida que compartilha presença no modelo estatís-tico de regressâo linear com outras que tra-duzem fenómenos muito parecidos. De facto, neste mesmo estudo20, quando na análise se tomou de forma isolada a força muscular do MI, observou-se relaçâo de prediçâo significativa. Portanto, é possível que variáveis como PImax, IMC e força de membros superiores, presentes no modelo, obscureçam a importáncia da força muscular do MI. Contudo, aqueles autores20 observaram tam-bém que a PImax, o peso corporal, o IMC e a força do membro superior foram responsáveis por 59% da variáncia do TC6. Isto reflecte a complexidade do desfecho analisado, tendo em vista a semelhança entre os valores médios do VEF1 e da força muscular deste estudo (50 ± 17% e 27 ± 08kgf, respectivamente) e os valores encontrados no estudo de Dourado e colaboradores (VEF1 = 57 ± 22% e força de quadricípites = 32 ± 11kgf)20. Outro factor que pode ter influenciado os resultados divergentes entre os estudos foi a diferença metodológica para aferiçâo da força muscular. Para Marin e colaboradores, na DPOC grave (VEF1 > 30% < 50% do previsto pós--broncodilatador) o exercício aumenta significativamente o aprisionamento aéreo, conse-

studied, taking into account the similarity between mean FEV1 and muscle strength in our study (50±17% and 27±08kgf, in turn) and the measurements found in the Dourado et al study (FEV1 57±22% and quadriceps strength 32±11kgf)20. Another factor which could have influenced the divergent results in the studies was the different methodology used to adjust for muscle strength.

Marin et al found exercise significantly increases airflow constriction, and restricts inspiratory capacity in severe COPD (FEVj > 30% < 50% of that predicted post-bron-codilatar). This leads to progressive reduction in dynamic compliance, which, in tandem with carbon monoxide diffusing capacity, accounts for 51% of the variance in the distance walked in the 6MWT. These authors also highlight the lack of impact the FEV1 has when part of the linear regression model, accounting for only 0.5% of the variance in the distance walked in the 6MWT22. These results are in line with our findings about the FEV1; there was no relationship seen between this variable and the distance walked in the 6MWT. As 45% of our patients had mild to moderate COPD, it is likely that the preserved lung function resulted in the FEV1's even more minor impact on the distance walked in the 6MWT. Day hypoxaemia is closely linked to the level of muscular oxidative stress in COPD. The physiopathological process involved suggests recruitment of intense inflammatory cells, such as neutrophils, and tumour necrosis factor to the muscle12. Koechlin et al say that muscular function can be preserved even in hypoxaemic patients showing oxidative deterioration. This is possible

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quentemente deteriora a capacidade inspira-tória. Este factor leva à progressiva reduçâo na complacencia dinámica, que juntamente com a capacidade de difusao do monóxido de carbono (DCO) sao responsáveis por 51% da va-riância do TC6. Os autores ressaltam também a inexpressiva influencia do VEF1 quando acrescentado ao modelo de regressao linear, sendo responsável por apenas 0,5% da variân-cia do TC622. Estes resultados corroboram os nossos achados em relaçâo ao VEF1, onde nao observamos relaçâo desta variável com a distân-cia percorrida no TC6. Contudo, como 45% dos nossos doentes possuíam DPOC leve a moderada gravidade, possivelmente a preserva-çâo da funçâo pulmonar resultou em impacto ainda menor do VEF1 em relaçâo ao TC6. A hipoxemia diurna está intimamente ligada ao nível de stress oxidativo muscular na DPOC. O processo fisiopatológico envolvido sugere intenso recrutamento de células inflamatórias, como neutrófilos e o factor de necrose tumoral para o músculo12. Entretanto, Koechlin e colaboradores sugerem que mesmo em doentes hi-poxémicos, com evidencia de deterioraçâo oxi-dativa na célula muscular, a funçâo muscular periférica pode estar preservada. Isto é possível quando o dano oxidativo está associado à discreta hipoxemia, incapaz de alterar a força e a resistência muscular23. De forma semelhante ao estudo de Dourado e colaboradores20, no presente estudo, mesmo em doentes com DPOC grave a muito grave (53% da amostra), nao observamos associaçâo entre PaO2 e o TC6. Na populaçâo estudada, a PaO2 (61 ± 06 mmHg) nao teve impacto significativo na capacidade funcional, resultado este semelhante aos obti-dos em outros estudos20,23. O que sugere que níveis de PaO2 acima de 55 mmHg possam minimizar os efeitos do stress oxidativo e manter a funçao muscular preservada.

when the oxidative damage is associated to mild hypoxaemia which cannot change muscle strength and resistence23. Similarly to the Dourado et al study20, we found no PaO2 / 6MWT correlation, even in patients with severe to very severe COPD (53% of the sample). We found, in line with other authors20,23, PaO2 (61 ±06 mmHg) had no significant impact on functional capacity. This suggests PaO2 over 55 mmHg can minimise the effects of oxidative stress and maintain preserved muscular function.

We know that nocturnal hypoxaemia depends on such factors as day PaO2, PaCO2 and ventilatory response to hypercapnea24. We found that while it correlates with day PaO2, the T90% (mean 31% of sleep time) has no impact on the distance walked in the 6MWT. This suggests that even under the influence of the oxy-haemoglobin dissociation curve, nocturnal hypoxaemia does not exert a significant deterioration on functional capacity. In corroboration of these results, Mulloy et al saw no correlation between desaturation during exercise and nocturnal hypoxaemia in COPD. The researchers also state that nocturnal desaturation is more severe than day desaturation in patents with severe COPD, even during maximal exercise testing24.

Physical exercise is a main component of pulmonary rehabilitation programmes and benefits to exercise include breaking the vicious circle in COPD in which dyspnoea is seen with gentler and gentler activities25. Recent use of the morphological characteristics of the muscular skeleton as markers of COPD prognosis26 has suggested that the reversal of muscular dysfunction plays a weighty role in improving quality of life and

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Sabemos que a hipoxemia nocturna depende de factores como a PaO2 diurna, da PaCO2 e da resposta ventilatória à hipercapnia24. Entretanto, neste trabalho observamos que mes-mo tendo correlaçâo com a PaO2 diurna, o T90% (valor médio de 31% do tempo de sono) nâo exerceu influencia no desempenho do TC6. Isto sugere que mesmo sob a influencia da curva de dissociaçâo da oxi-hemoglobina, a hipoxemia nocturna nâo gera uma deterio-raçâo importante da capacidade funcional. Para corroborar estes resultados, Mulloy e colaboradores nâo observaram correlaçâo entre a dessaturaçâo durante o exercício e a hipoxe-mia nocturna na DPOC. Afirmaram também que em doentes graves a dessaturaçâo nocturna é mais severa que a diurna, mesmo na acti-vidade física máxima24. O treino físico é considerado o principal componente do programa de reabilitaçâo pulmonar e os seus benefícios envolvem a ruptura do ciclo vicioso na DPOC, onde ní-veis de dispneia ocorrem em actividades cada vez mais brandas25. Recentemente, a utiliza-çâo das características morfológicas do músculo esquelético como marcadores de prognóstico na DPOC26 tem sugerido que a reversâo da disfunçâo muscular tem papel importante tanto na melhoria da qualidade de vida como no aumento da sobrevida des-tes doentes10. Este estudo indica que o ganho de força muscular no MI potencializa a capa-cidade funcional traduzido por uma melhor performance no TC6. Para Bernard e colaboradores27, este efeito é compreendido pelo facto de doentes com DPOC, em compara-çâo com indivíduos saudáveis, terem perda de massa muscular, principalmente dos músculos da deambulaçâo, e, consequentemente, a força muscular dos membros inferiores de-teriora-se.

survival in COPD patients10. We found that gaining lower limb muscle strength increases functional capacity, as seen in a better performance in the 6MWT. Bernard et aP found this understandable in that COPD patients have a greater loss of muscle mass than healthy individuals, mainly in muscles connected to walking, and consequently experience lower limb muscle strength deterioration.

In COPD patients with reduced functional capacity, exercise training which stimulates type II muscle fibres has a positive effect on submaximal exercise testing. It is likely that physical training to gain strength and increase muscle mass could be the best strategy for patients with severe COPD. Other studies back up this hypothesis, showing that muscle strength is a strong indicator of muscular function in chronic pulmonary diseases28, and impacts on functional capacity and oxygen consumption, particularly in submaximal exercise testing29. Spruit et al show the positive impact of increased muscle strength can be seen in the improved quality of life and mainly in the increased distance walked in the 6MWT30.

Accordingly, it seems possible to state that physical exercise aimed at increasing lower limb muscle strength increases the distance walked in the 6MWT. This in its turn has a strong correlation with prognosis in COPD9,10, suggesting that muscular condition plays an important role in the morbid process in COPD.

The importance of the clinical end-points in our study led us to a better understanding of the functional impact of the muscular condition in COPD. However, the small number of patients in our sample could

O treino físico é considerado o principal componente do programa de reabilitagao pulmonar e os seus beneficios envolvem a ruptura do ciclo vicioso na DPOC

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O treino físico, com enfoque no aumento da força muscular de MI, optimiza o TC6

Nos doentes com DPOC com reduçao da capacidade funcional, o treino que estimula as fibras musculares do tipo II tem efeito positivo nos testes submáximos de esforço. Possivelmente, o treino físico para ganho de força e aumento da massa muscular é a me-lhor estratégia para doentes com DPOC grave. Outros trabalhos corroboram esta hi-pótese assegurando que a força muscular é um forte marcador da funçao muscular nas enfermidades pulmonares crónicas28, influenciando a capacidade funcional e o consumo de oxigénio, particularmente no exer-cício submáximo29. Para Spruit e colaboradores, o impacto positivo do aumento da força muscular periférica pode ser demonstrado pela melhoria na qualidade de vida e, principalmente, pelo aumento da distância percorrida no TC630. Por isso, é lícito afirmar que o treino físico, com enfoque no aumento da força muscular de MI, optimiza o TC6. Este, por sua vez, tem forte associaçao com o prognóstico da DPOC9,10, sugerindo que a condiçao da musculatura periférica tem papel importante no processo mórbido da DPOC. O significado dos desfechos clínicos do presente estudo levam-nos a compreender melhor o impacto funcional da condiçao muscular periférica na DPOC. Entretanto, o número redu-zido de doentes pode ter influenciado a força do modelo estatístico utilizado e o delineamento transversal nao nos permitiu determinar re-laçoes causais entre força de MI e TC6. Este estudo indica a importância da força muscular do MI em testes de esforço sub-máximo. Para a populaçao estudada, entre as variáveis VEF1, hipoxemia nocturna e força muscular de membro inferior, esta última é a que prediz a distância percorrida no TC6 em portadores de DPOC.

have underpowered the statistical force of the model used and the transversal structure did not allow us to determine any causal correlation between lower limb muscle strength and the distance walked in the 6MWT.

Our results show the importance of lower limb muscle strength in submaximal exercise testing. We conclude that femoral quadriceps muscle strength is the only one of the variables studied which can predict the distance COPD patients walk in the 6MWT.

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