Microvascular oxygen extraction during maximal isometric contraction in patients with chronic obstructive pulmonary disease / Extração microvascular de oxigênio durante contração isométrica máxima em pacientes com DPOC não hipoxêmicos

ABSTRACT

Abstract Introduction: COPD presents decrease in oxidative metabolism with possible losses of cardiovascular adjustments, suggesting slow kinetics microvascular oxygen during intense exercise. Objective: To test the hypothesis that chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients have lower muscle performance in physical exercise not dependent on central factors, but also greater muscle oxygen extraction, regardless of muscle mass. Methods: Cross-sectional study with 11 COPD patients and nine healthy subjects, male, paired for age. Spirometry and body composition by DEXA were evaluated. Muscular performance was assessed by maximal voluntary isometric contraction (MVIC) in isokinetic dynamometer and muscle oxygen extraction by the NIRS technique. Student t-test and Pearson correlation were applied. A significance level of p<0.05 was adopted. Results: Patients had moderate to severe COPD (FEV1 = 44.5 ± 9.6% predicted; SpO2 = 94.6 ± 1.6%). Lean leg mass was 8.3 ± 0.9 vs. 8.9 ± 1.0 kg (p =0.033), when comparing COPD and control patients, respectively. The decreased muscle oxygen saturation corrected by muscle mass was 53.2% higher (p=0.044) in the COPD group in MVIC-1 and 149.6% higher (p=0.006) in the MVIC-2. Microvascular extraction rate of oxygen corrected by muscle mass and total work was found to be 114.5% higher (p=0.043) in the COPD group in MVIC-1 and 210.5% higher (p=0.015) in the MVIC-2. Conclusion: COPD patients have low muscle performance and high oxygen extraction per muscle mass unit and per unit of work. The high oxygen extraction suggests that quantitative and qualitative mechanisms can be determinants of muscle performance in patients with COPD.

RESUMO

Resumo Introdução: DPOC (doença pulmonar obstrutiva crônica) apresenta diminuição no metabolismo oxidativo com prejuízos dos ajustes cardiovasculares, sugerindo cinética de oxigênio microvascular lenta durante exercício intenso. Objetivo: Testar hipótese que pacientes com DPOC apresentam não só menor performance muscular em exercício físico não dependente dos fatores centrais, mas também maior extração muscular de O2 independentemente da massa muscular. Métodos: Estudo transversal, 11 pacientes DPOC e 9 indivíduos saudáveis, gênero masculino, pareados pela idade. Avaliado espirometria, composição corporal, performance muscular por contração isométrica voluntária máxima (CIVM) em dinamometria isocinética e extração muscular de oxigênio pela técnica de NIRS. Teste t-Student e correlação de Pearson foram aplicados. Adotado p<0,05 como nível de significância. Resultados: Pacientes com DPOC moderado para grave (VEF1 = 44,5 ± 9,6 % predito; SpO2 = 94,6 ± 1,6 %). Massa magra do membro inferior foi de 8,3 ± 0,9 vs. 8,9 ± 1,0 Kg (p= ,033), comparando DPOC e controle respectivamente. A redução saturação muscular de O2 corrigido pela massa muscular foi 53,2 % maior (p=0,044) no grupo DPOC na CIVM-1 e 149,6% maior (p=0,006) na CIVM-2. A taxa de extração microvascular de O2 corrigida pela massa muscular e trabalho total apresentou-se 114,5% maior (p=0,043) no grupo DPOC na CIVM-1 e 210,5% maior (p= 0,015) na CIVM-2. Conclusão: Pacientes com DPOC apresentam baixa performance muscular e alta extração de O2 por unidade de massa muscular e por unidade de trabalho. A elevada extração de O2 sugere que mecanismos quantitativos e qualitativos podem ser determinantes da performance muscular em pacientes com DPOC.