Acute effects of exercise with blood flow restriction on endothelial function in healthy young and older populations: a systematic review / Efeitos agudos do exercício com restrição do fluxo sanguíneo na função endotelial de jovens e idosos saudáveis: uma revisão sistemática

The objective of this review is to identify the acute effects of blood flow restriction (BFR) with vs without exercise on endothelial function in healthy individuals and the changes in endothelial function in young and older adults following different levels of exclusive BFR vs free flow. Systematic searches were performed in the following databases: PubMed, Web of Science, Scopus, and Cochrane Library, from inception to July 17, 2021. The studies included healthy individuals who underwent assessments of endothelial function before and after experimental protocols through endothelium-dependent flow-mediated dilatation. In total, 4890 studies were screened, and 6 studies of moderate-to-high methodological quality (Physiotherapy Evidence Database scores 6 ­ 10) including 82 subjects (aged 24 ­ 68 years) were eligible. Overall, flow-mediated dilatation increased in the non-cuffed arm immediately and 15 minutes after exercise, with no change in the cuffed arm (BFR of 60 ­ 80 mmHg). In protocols without exercise, cuff pressures of 25 ­ 30 mmHg applied for 30 minutes did not promote changes in the endothelial function, while those > 50 mmHg induced a dose-dependent attenuation of flow-mediated dilatation only in young individuals. A moderate level of BFR appears to have no effect on endothelial function after acute exercise. In non-exercise conditions, reductions in flow-mediated dilatation seem to result from increased retrograde shear provoked by cuff pressures ≥ 50 mmHg in young but not in older adults. An exercise-related increase in antegrade shear rate leads to a greater nitric oxide-mediated vasodilator response. However, BFR appears to attenuate this effect in young but not in older individuals. (AU)

O objetivo desta revisão foi identificar os efeitos agudos da restrição do fluxo sanguíneo (RFS) com vs. sem exercício na função endotelial de indivíduos saudáveis, bem como as alterações na função endotelial em jovens e idosos após diferentes níveis de RFS vs. fluxo livre. Pesquisas sistemáticas foram realizadas nas bases United States National Library of Medicine (PubMed), Web of Science, Scopus e Cochrane Library até 17 de julho de 2021. Os estudos incluíram indivíduos saudáveis que avaliaram a função endotelial antes e após protocolos experimentais, por meio da dilatação mediada por fluxo. Foi selecionado o total de 4.890 estudos, e foram elegíveis seis de moderada a alta qualidade metodológica (Physioterapy Evidence Database 6 ­ 10 pontos), incluindo 82 indivíduos (24 ­ 68 anos). No geral, a dilatação mediada por fluxo aumentou no braço sem manguito, imediatamente e 15 minutos após o exercício, sem alteração no braço com manguito (RFS de 60 ­ 80 mmHg). Em protocolos sem exercício, pressões do manguito de 25 ­ 30 mmHg aplicadas por 30 minutos não promoveram alterações na função endotelial, enquanto aquelas > 50 mmHg induziram uma atenuação dose-dependente da dilatação mediada por fluxo em indivíduos jovens. Um nível moderado de RFS parece não ter efeito na função endotelial após uma sessão de exercício. Em condições sem exercício, as reduções na dilatação mediada por fluxo parecem resultar do aumento do cisalhamento retrógrado provocado por pressões do manguito ≥ 50 mmHg em jovens, mas não em idosos. O aumento da taxa de cisalhamento anterógrado relacionada ao exercício leva a maior resposta vasodilatadora mediada pelo óxido nítrico. No entanto, a RFS parece atenuar esse efeito em jovens, mas não em . (AU)

Preconditioning of the response to ischemia/ reperfusion-induced plasma leakage in hamster cheek pouch microcirculation

OBJECTIVE: Ischemic preconditioning and some drugs can protect tissues from injury by preserving microcirculation. This study evaluated vascular permeability in a hamster cheek pouch preparation using either short ischemic periods or bradykinin as preconditioning stimuli followed by 30 min of ischemia/reperfusion. METHOD: Sixty-six male hamsters were divided into 11 groups: five combinations of different ischemic frequencies and durations (one, three or five shorts periods of ischemia, separated by one or five minutes) with 10 min intervals between the ischemic periods, followed by 30 min ischemia/reperfusion; three or five 1 min ischemic periods with 10 min intervals between them followed by the topical application of histamine (2 µM); bradykinin (400 nM) followed by 30 min of ischemia/reperfusion; and three control groups (30 min of ischemia/reperfusion or histamine or bradykinin by themselves). Macromolecular permeability was assessed by injection of fluorescein-labeled dextran (FITC-dextran, MW= 150 kDa; 250 mg/Kg body weight), and the number of leaks/cm2 was counted using an intravital microscope and fluorescent light in the cheek pouch. RESULTS: Plasma leakage (number of leaks/cm²) was significantly reduced by preconditioning with three and five 1 min ischemic periods, one and three 5 min ischemic periods and by bradykinin. Histamine-induced macromolecular permeability was also reduced after three periods of 5 min of ischemia. CONCLUSION: Short ischemic periods and bradykinin can function as preconditioning stimuli of the ischemia/reperfusion response in the hamster cheek pouch microcirculation. Short ischemic periods also reduced histamineinduced macromolecular permeability.

Parâmetros microcirculatórios e clínicos em pacientes com lipodistrofia ginoide tratadas topicamente com alho (15 ppM) / Microcirculatory and clinical parameters in patients with gynoid lipodystrophy treated with topical garlic (15PPM)

Introdução: Lipodistrofi a ginoide, popularmente conhecida como celulite, é considerada por milhões de mulheres como problema estético preocupante. Estudos recentemente publicados demonstraram que o extrato de alho pode ter utilidade para melhorar a lipólise e diminuir a lipogênese. Objetivo: O objetivo primário foi determinar se a aplicação tópica de uma loção contendo alho (15 ppm) melhoraria os parâmetros de celulite. Material e Métodos: 50 mulheres foram tratadas topicamente com uma loção contendo 15 ppm de alho. Todas as pacientes trataram uma perna, não trataram a outra e foram avaliadas (mensuração do diâmetro da coxa) antes do início do tratamento e depois em intervalos quinzenais, até oito semanas depois do início do tratamento. Em oito das participantes, os parâmetros microcirculatórios [velocidade dos eritrócitos nas arteríolas e vênulas (mm/s), densidade capilar funcional (DCF), diâmetro da papila dérmica (µm) e diâmetro do capilar (µm)] foram medidos por Cytoscan®. O exato local na coxa para essas mensurações foi marcado numa folha transparente como garantia de que todas as medidas seriam tomadas no mesmo lugar. Seis mulheres participantes do grupo de exame por Cytoscan® também foram avaliadas por ultrassom, para determinar a espessura do tecido subcutâneo. Resultados: Depois do tratamento com alho, ocorreu redução de 1,62 cm no diâmetro da coxa tratada (p < 0,001) sem mudanças signifi cativas nos diâmetros da papila e dos capilares, mas a DCF melhorou signifi cativamente (p < 0,03), tendo ocorrido redução na espessura da epiderme e da derme depois do tratamento tópico com alho. Conclusões: O uso de extrato de alho na concentração de 0,0015% resultou em melhora clínica, microcirculatória e ultrassonográfi ca signifi cativa da celulite.

Introdução: Gynoid lipodystrophy, popularly known as cellulite, is regarded as an issue of cosmetic concern to millions of women. Recent studies have shown that garlic extract can be useful to enhance lipolysis and decrease lipogenesis. Objective: The primary objective was to determine if topical application of a lotion containing garlic (15 ppm) would improve cellulite parameters. Material and Methods: 50 women were treated topically with a lotion containing 15 ppm of garlic. All patients treated one leg, did not treat the other one and were evaluated (measurement of thigh diameter) before and in biweekly intervals up to 8 weeks after the onset of treatment. On eight of these subjects, microcirculatory parameters [red blood cell velocity in arterioles and venules (mm/s), functional capillary density (FCD), diameter of the dermal papilla (µm) and capillary diameter (µm)] were measured using the Cytoscan®. The exact thigh local for these measurements was marked in a transparent sheet, to assure that all of them were performed on the same place. Six women that performed the Cytoscan® exam group were also evaluated by ultrasound to determine the thickness of subcutaneous tissue. Results: after garlic treatment, there was a reduction of 1.62 cm on the diameter of the treated thigh (p < 0.001) without signifi cant changes on papilla and capillary diameters, but FCD improved signifi cantly (p < 0.03) and epidermis and dermis thickness decreased after topical garlic treatment. Conclusions: Garlic extract at a concentration of 0.0015% showed signifi cant clinical, microcirculatory and ultrasonographic improvement of cellulite.

Metabolic disturbances linked to obesity: the role of impaired tissue perfusion / Alterações metabólicas associadas à obesidade: o papel da disfunção da microcirculação tecidual

Associated with elevated risk of cardiovascular events and cancer, obesity is a worldwide problem affecting developed and developing countries. Microcirculatory vessels, represented by arterioles, capillaries and venules (mean internal diameter < 100 µm), are the place where blood/tissue nutrition and exchange effectively take place. Microvascular dysfunction is an early event in obesity probably secondary to endothelial dysfunction and capillaries rarefaction. New research techniques allow the investigation of the microcirculation in different vascular beds in humans. Studies suggest a link between endothelial dysfunction and visceral obesity. Oxidative stress, inflammation and rennin-angiotensin system are among factors considered to be involved on microvascular dysfunction in obesity. Microcirculatory impairment present in obesity suggests that it could be an important causal factor in obesity-related disorders such as insulin resistance and hypertension.

Associada ao aumento do risco de eventos cardiovasculares e ao câncer, a obesidade é um problema mundial, que atinge tanto países desenvolvidos quanto em desenvolvimento. A microcirculação é composta por arteríolas, capilares e vênulas (diâmetro interno médio < 100 µm) e é o local onde ocorrem a oferta de nutrientes e as trocas entre o tecido e o sangue. A disfunção microcirculatória é um evento precoce na obesidade e este pode ser secundário à disfunção endotelial ou à redução no número de capilares (rarefação capilar). Novas técnicas em pesquisa permitem a avaliação da microcirculação em diferentes leitos vasculares em humanos. Estudos sugerem uma correlação entre disfunção endotelial e obesidade visceral. Acredita-se que o estresse oxidativo, a inflamação e a atividade aumentada do sistema renina-angiotensina estão entre os fatores envolvidos nessa associação. O comprometimento microcirculatório presente na obesidade sugere que esse pode ser um fator causal importante nas desordens relacionadas com a obesidade, como resistência insulínica e hipertensão.

Effects of buflomedil and pentoxifylline on hamster skin-flap microcirculation: prediction of flap viability using orthogonal polarization spectral imaging

OBJECTIVE: This study investigated the effects of buflomedil and pentoxifylline, both of which are used in reconstructive surgery of hamster skin flap microcirculation, and evaluated the skin flap survival rate by orthogonal polarization spectral imaging. METHOD: Twenty-four adult male Syrian golden hamsters were divided into three groups: a control (C, 0.1 ml 0.9 percent saline), buflomedil (B, 3 mg/kg/day), and pentoxifylline group (P, 14.5 mg/kg/day). Treatments administered intraperitoneally were initiated 1 hour before skin flap preparation and continued for 7 days post-operatively at 12-hour intervals. Preparations (skin flaps) were divided into 12 fields, which were organized into six bands. Functional capillary density (FCD, in mm/mm²), distance from the skin flap base to blood flow cessation (Dist with flow, in cm), percentage of viable skin (VA, in percent), and qualitative analysis of blood flow by orthogonal polarization spectral imaging were performed at 1 and 24 hours and on the seventh post-operative day. RESULT: Bands IV, V, and VI presented no flow independent of time. The functional capillary density group B was higher than that of groups C and P, primarily after 24 hours. All groups showed an increase in D with time but reached similar final distances (C = 2.73, B = 2.78 and P = 2.70 cm). Moreover, the percentage of viable areas remained at approximately 50 percent. The orthogonal polarization spectral imaging was useful to assess viability by counting fields with and without blood flow. CONCLUSIONS: Functional capillary density values were higher in the buflomedil group compared to the control and pentoxifylline groups in this model. Functional capillary density did not influence D or the percentage of VA, and the technique showed favorable potential to assess/predict the viability of skin flaps within 1 h after surgery.

Treatment of essential hypertension does not normalize capillary rarefaction

OBJECTIVES: To determine if capillary rarefaction persists when hypertension is treated with angiotensin converting enzyme inhibitor, thiazidic diuretic and/or beta-blocker, and to identify which microcirculatory alterations (structural and functional) persist after anti-hypertensive treatment. METHODS: We evaluated 28 well-controlled essential hypertensive patients and 19 normotensive subjects. Nailfold videocapillaroscopy examination of the fourth finger of the left hand was used to determine the functional capillary densities at baseline, during post-occlusive hyperemia, and after venous congestion. Capillary loop diameters (afferent, apical and efferent) and red blood cell velocity were also quantified. RESULTS: Compared with normotensive subjects, hypertensive patients showed lower mean functional capillary density at baseline (25.1±1.4 vs. 33.9±1.9 cap/mm², p<0.01), during post-occlusive reactive hyperemia (29.3±1.9 vs. 38.2±2.2 cap/mm², p<0.01) and during venous congestion responses (31.4±1.9 vs. 41.1±2.3 cap/mm², p<0.01). Based on the density during venous congestion, the estimated structural capillary deficit was 25.1 percent. Mean capillary diameters were not different at the three local points, but red blood cell velocity at baseline was significantly lower in the hypertensive group (0.98±0.05 vs. 1.17±0.04 mm/s, p<0.05). CONCLUSIONS: Patients treated for essential hypertension showed microvascular rarefaction, regardless of the type of therapy used. In addition, the reduced red blood cell velocity associated with capillary rarefaction might reflect the increased systemic vascular resistance, which is a hallmark of hypertension.

Relationship between adipokines, inflammation, and vascular reactivity in lean controls and obese subjects with metabolic syndrome

PURPOSE: Metabolic syndrome is an important risk factor for cardiovascular disease. Adipokines interfere with insulin action and endothelial cell function. We investigated the relationship among adipokines, metabolic factors, inflammatory markers, and vascular reactivity in obese subjects with metabolic syndrome and lean controls. METHODS: Cross-sectional study of 19 obese subjects with metabolic syndrome and 8 lean volunteers evaluated as controls. Vascular reactivity was assessed by venous occlusion pletysmography measuring braquial forearm blood flow (FBF) and vascular resistance (VR) responses to intra-arterial infusions of endothelium-dependent (acetylcholine-Ach) and independent (sodium nitroprusside-SNP) vasodilators. Blood samples were obtained to evaluate C reactive protein (CRP), plasminogen activator inhibitor 1 (PAI-1), fibrinogen, adiponectin, resistin, and lipid profile. Patients were classified with regard to insulin resistance through the HOMA-IR index. RESULTS: PAI-1, CRP and fibrinogen were higher and adiponectin was lower in metabolic syndrome subjects compared to controls. Metabolic syndrome subjects had impaired vascular reactivity. Adiponectin and PAI-1 were associated with insulin, HOMA-IR, triglycerides, and HDLc; and resistin with CRP. Adiponectin was associated with VR after Ach in the pooled group and resistin with D FBF after Ach in the metabolic syndrome group. CONCLUSION: Metabolic syndrome subjects exhibited low levels of adiponectin and high levels of CRP, fibrinogen, and PAI-1. Adiponectin and PAI-1 correlated with insulin resistance markers. Adiponectin and resistin correlated with vascular reactivity parameters. An adipocyte-endothelium interaction might be an important mechanism of inflammation and vascular dysfunction.

A Síndrome Metabólica é um importante fator de risco para doenças cardiovasculares. As adipocinas interferem com a ação da insulina e com a função endotelial. OBJETIVO: Investigar a relação entre adipocinas, fatores metabólicos, marcadores inflamatórios e reatividade vascular para inferência da função endotelial em pacientes obesos e controles magros. MATERIAL E MÉTODO: Estudo transversal de 19 pacientes obesos com Síndrome Metabólica e 8 controles magros. A reatividade vascular foi avaliada pela pletismografia de oclusão venosa medindo o fluxo sangüíneo da artéria braquial e sua resistência vascular a partir de infusões intra-arteriais de vasodilatadores endotélio-dependente (acetilcolina) e endotélio-independente (nitroprussiato de sódio). Foram também avaliados no sangue a proteína C reativa (PCR), o inibidor do ativador do plasminogênio 1 (PAI-1), fibrinogênio, adiponectina, resistina e o perfil lipídico. Os pacientes foram classificados quanto à resistência insulínica pelo índice HOMA-IR. RESULTADO: PAI-1, PCR e fibrinogênio apresentaram valores mais altos e a adiponectina mais baixos para os pacientes com Síndrome Metabólica do que com os controles. Pacientes com Síndrome Metabólica apresentaram prejuízo da reatividade vascular. A adiponectina e PAI-1 estiveram associadas à insulina, HOMA-IR, triglicerídeos e HDLc; e resistina com o PCR. Adiponectina esteve associada com a resistência vascular e a resistina com o fluxo sangüíneo depois da acetilcolina em pacientes com Síndrome Metabólica. CONCLUSÃO: Pacientes com Síndrome Metabólica exibiram baixas concentrações sangüíneas de adiponectina e altos níveis de PCR, fibrinogênio e PAI-1. Adiponectina e PAI-1 correlacionaram com os marcadores da resistência insulínica. Adiponectina e resistina correlacionaram com a reatividade vascular. A interação adipócito-endotélio vascular pode ser um importante mecanismo de inflamação e disfunção vascular.

Efeitos da rosiglitazona sobre a função endotelial em indivíduos não-diabéticos com síndrome metabólica / Effects of rosiglitazone on endothelial function in non-diabetic subjects with metabolic syndrome

OBJETIVO: Avaliar os efeitos de um sensibilizador de insulina - rosiglitazona (ROSI) sobre a função endotelial e marcadores de ativação endotelial em um grupo de indivíduos com síndrome metabólica não-diabéticos. MÉTODOS: O grupo foi composto de dezoito indivíduos (doze mulheres, seis homens), com 41,2 ± 9,7 anos e IMC de 37,8 ± 6,1 kg/m². A dose de ROSI utilizada foi 8 mg/dia durante doze semanas. Um grupo de nove indivíduos saudáveis, com 26,1 ± 4,4 anos e IMC de 21,7 ± 1,7 kg/m², foi estudado no estado basal para comparação da resposta vasodilatadora. A função endotelial foi avaliada através da pletismografia de oclusão venosa com infusão intra-arterial de acetilcolina (Ach) e nitroprussiato de sódio (SNP). Foram dosados: glicose, insulina, lipídeos, fibrinogênio e proteína C reativa ultra-sensível (PCR). Os índices HOMA e Quicki foram calculados para quantificar a resistência insulínica (RI). RESULTADOS: Houve melhora nos índices de RI com diminuição do HOMA-R e aumento do Quicki, além de diminuição da PCR e do fibrinogênio. A vasodilatação endotélio-dependente melhorou, com aumento no porcentual de incremento do fluxo sangüíneo após Ach e aumento no porcentual de decremento da resistência vascular. Não foi observada diferença na vasodilatação endotélio-independente. CONCLUSÃO: O uso de ROSI induziu uma redução da RI, do fibrinogênio e da PCR e melhorou a função endotelial em indivíduos com SM não-diabéticos. Esses dados sugerem o papel dessa substância na regulação da função endotelial em indivíduos com alto risco cardiovascular.

O endotélio na síndrome metabólica / The endothelium in the metabolic syndrome

O endotélio é responsável pela manutenção da homeostase vascular. Em condições fisiológicas, mantém o tônus vascular, o fluxo sangüíneo laminar, a fluidez da membrana plasmática, o equilíbrio entre coagulação e fibrinólise, a inibição da proliferação e da migração celulares e o controle da resposta inflamatória. A disfunção endotelial é definida como uma alteração do relaxamento vascular por diminuição da biodisponibilidade de fatores de relaxamento derivados do endotélio, principalmente o óxido nítrico (NO). Estas respostas vasomotoras anormais ocorrem na presença de inúmeros fatores de risco para a aterosclerose. A síndrome metabólica é considerada um estado de inflamação crônica que se acompanha de disfunção endotelial e ocasiona aumento na incidência de eventos isquêmicos cardiovasculares e elevada mortalidade. Essa revisão abordará o processo fisiológico de regulação da função vascular pelo endotélio, os métodos disponíveis para avaliação in vivo da disfunção endotelial e as terapias capazes de melhorar a função vascular e conseqüentemente minimizar o risco cardiovascular dessa síndrome tão prevalente no nosso meio.

The endothelium is responsible for the maintenance of vascular homeostasis. In physiological conditions it acts keeping vascular tonus, laminar blood flow, plasmatic membrane fluidity, the balance between coagulation and fibrinolysis and the inhibition of cellular proliferation, migration and the inflammatory response. Endothelial dysfunction is defined as an alteration of vascular relaxation induced by reduction of endothelium-derived relaxing factors (ERRFs), mainly nitric oxide. These abnormal vasomotor responses occur in the presence of various risk factors for atherosclerosis. The metabolic syndrome is considered a state of chronic inflammation accompanied of endothelial dysfunction causing an increased incidence of ischemic cardiovascular events and high mortality. This revision will encompass the physiological process of vascular function regulation, methods for in vivo assessment of endothelial dysfunction and therapies capable to improve vascular function and consequently minimize the cardiovascular risk due to metabolic syndrome.

Does endothelial dysfunction correlate better with waist-to-hip ratio than with body mass index or waist circumference among obese patients?

OBJETIVO: A obesidade é associada a doenças cardiovasculares e compromete tanto a macro como a microcirculação. As medidas da cintura e do índice de massa corpórea são rotineiramente empregadas para avaliação do risco cardiovascular em obesos, enquanto a relação cintura-quadril é pouco utilizada. O objetivo do trabalho foi determinar que medida antroprométrica, entre as rotineiramente usadas, avalia melhor o risco cardiovascular em obesos. MATERIAL E MÉTODO: Oitenta e quatro voluntários (21 homens/ 66 mulheres), idade entre 20 e 55 anos foram avaliados quanto ao diâmetro da cintura, ao índice de massa corpórea, à relação cintura-quadril e à função endotelial pela técnica de pletismografia com oclusão venosa para medida do fluxo sanguíneo braquial, em resposta a injeção intrabraquial de três doses de acetilcolina (7,5; 15 e 30 mg/min) ou de nitroprussiato de sódio (2; 4 e 8 mg/min), para avaliação da vasodilatação endotélio-dependente e -independente. RESULTADO: Houve correlação inversa entre o índice de massa corpórea, diâmetro da cintura e aumento do fluxo sanguíneo após injeção de acetilcolina e nitroprussiato de sódio, enquanto que a relação cintura-quadril mostrou uma correlação negativa apenas com o aumento no fluxo de sangue no antebraço, após as infusões de acetilcolina. Quando os indivíduos com mais de 40 anos foram retirados da análise, não observamos mais a relação inversa entre índice de massa corpórea e aumento do fluxo sanguíneo após injeção de acetilcolina, enquanto que a cintura e a relação cintura-quadril mantiveram os resultados observados anteriormente.CONCLUSÃO: A relação cintura-quadril é provavelmente um melhor índice para estimar a disfunção endotelial, e consequentemente o risco cardiovascular, que o índice de massa corpórea e esses achados reforçam a importância da aferição da circunferência do quadril como um índice de obesidade e para estimativa do risco cardiovascular.

Endotélio e aterosclerose / Endothelium and arteriosclerosis

A aterosclerose é uma doença oriunda da disfunçãoendotelial e de inflamação. O endotélio vascularregula a homeostase vascular, provocandoalterações funcionais adaptativas através daliberação de várias substâncias com atividades próe anticoagulantes, capazes de promover a adesãode moléculas, e com ações vasoativas. Ahomeostasevascular é o resultado da regulação dinâmica dessasfunções. O óxido nítrico (ON) é a principal substânciaantiaterogênica. A perda da atividade biológica doON, denominada de disfunção endotelial, pode ser oevento desencadeante da doença ateroscleróticavascular em humanos. A disfunção endotelial ocorrebem antes das manifestações estruturais daaterosclerose e a sua avaliação clínica pode servircomo preditor futuro de eventos cardiovasculares,sendo um marcador da atividade da doençaaterosclerótica. O objetivo dessa revisão é abordaros mecanismos fisiopatológicos da aterosclerose, osmétodos de avaliação da função endotelial emhumanos e a sua aplicabilidade clínica