Os efeitos da suplementação oral de nitrato inorgânico na perfusão dos membros inferiores durante o exercício em pacientes com DAP

A Doença Arterial Periférica (DAP) é caracterizada por bloqueios (oclusão ou estenose) nas grandes artérias dos membros inferiores. Estima-se que a prevalência mundial de DAP aumentou 23,5% na última década e agora afeta 202 milhões de pessoas. A prevalência de DAP aumenta com a idade de 5% de 45-49 anos até 19% naqueles com mais de 70 anos de idade e tabagismo e diabetes são fatores causais. A DAP é muito pouco estudada em comparação com doenças cardíacas ou cerebrovasculares. A claudicação intermitente (CI) é a principal manifestação clínica da DAP e ocorre quando a doença arterial oclusiva reduz o fluxo sanguíneo para a vasculatura periférica durante o exercício. Entre os indivíduos com claudicação intermitente por DAP, 1/3 tem dor durante atividades leves em casa e um 1/3 adicional tem dor ao caminhar uma curta distância (um quarteirão). Esses pacientes sofrem de uma qualidade de vida marcadamente prejudicada e uma alta percepção de incapacidade. O aumento da deambulação sem dor é o principal objetivo da terapia para DAP, pois está relacionado à melhoria da qualidade de vida.

Embora o índice de pressão arterial sistólica tornozelo-braquial (ITB) e o teste de fluxo sanguíneo dos membros sejam usados ​​para diagnosticar a DAP, a maioria dos estudos de pesquisa falha em mostrar uma relação entre essas medidas e a capacidade funcional. O que confunde o entendimento dessa doença é que a revascularização cirúrgica, que melhora o fluxo sanguíneo, não normaliza o desempenho do exercício e a deambulação pode ser aumentada sem alterações na hemodinâmica. O professor Allen (PI) já havia mostrado aumentos no pico de fluxo sanguíneo da perna hiperêmica com o treinamento de exercícios, mas não conseguiu encontrar uma relação entre essas alterações e aumentos no tempo de início da claudicação (COT) e no tempo máximo de caminhada (PWT). Os professores Allen e Annex (Chief UVa Health System - Cardiovascular Medicine) também mostraram aumentos na densidade capilar do gastrocnêmio após o treinamento físico e uma correlação com o VO2pico. Isso sugere que, na presença de estenose do vaso conduto, os pacientes se tornam mais dependentes da microvasculatura para distribuir sangue e oxigênio disponíveis para os tecidos em funcionamento de forma mais eficiente.

O Óxido Nítrico (NO) é produzido pelo endotélio vascular e desempenha importante papel na vasodilatação, regulação do fluxo e função plaquetária. Interrupções na produção de NO têm sido implicadas na patogênese da doença vascular. Originalmente, acreditava-se que a bioatividade do NO era limitada temporal e espacialmente à proximidade do endotélio vascular onde era produzido. Agora está claro que várias espécies derivadas de NO protegidas podem ser transportadas através da vasculatura para serem liberadas em áreas críticas da circulação, onde podem influenciar o tônus ​​macro e microvascular e possivelmente a vasculopatia. Em condições normais, esse papel semelhante ao endócrino é controlado com precisão: durante a normóxia, o NO é conservado, mas sob condições de hipóxia, o NO é liberado e pode iniciar a vasodilatação. Uma opção terapêutica potencial envolve a conversão de ânions inorgânicos de nitrato (NO3-) e nitrito (NO2-) em NO (e outras espécies bioativas). Esta é uma abordagem atraente, pois é biologicamente distinta da endotelial-NO sintase e pode ser facilmente obtida por administração oral. O NO3- inorgânico é abundante em vegetais de folhas verdes, beterraba, aipo, alface, rabanete e espinafre.

Fomos o primeiro grupo a demonstrar aumentos agudos na concentração plasmática de NO2- (usando suco de beterraba contendo 9mM NO3-) e aumento do desempenho de caminhada em indivíduos com DAP+IC. COT aumentou em 18% (32seg) e PWT em 17% (65seg). Este é um aumento clinicamente significativo e estatisticamente significativo para um estado de doença caracterizado por função física reduzida e qualidade de vida. Não houve alterações no ITB ou na função endotelial, sugerindo ausência de aumento do NO vascular endógeno. Os aumentos no desempenho foram acompanhados por uma redução na extração fracional de oxigênio nos tecidos de trabalho, medida por espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS), sugerindo aumento da perfusão nos tecidos de trabalho.

Posteriormente, demonstramos que a dosagem crônica em combinação com 36 sessões de treinamento físico (EX+BR) também gerou aumentos significativos na deambulação sem dor (COT) e reduções semelhantes na desoxihemoglobina durante o exercício, quando comparado a um regime de exercícios idêntico associado a placebo.

Infelizmente, embora os dados de espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) durante um desafio fisiológico sejam indicativos, também são relativamente imprecisos - o NIRS mede apenas a oxigenação/desoxigenação relativa para todo o leito de tecido. Uma abordagem não invasiva muito mais precisa foi desenvolvida pelo Professor Christopher Kramer (Sistema de Saúde UVa - Medicina Cardiovascular, Imagem Cardiovascular Não Invasiva) e pelo Professor Craig H. Meyer (Departamento de Engenharia Biomédica), que utiliza Marcação de Rotação Arterial Pulsada (PASL) juntamente com um teste ergométrico de oclusão do manguito ou flexão plantar desenvolvido pelo professor Arthur Weltman (UVa - Departamento de Cinesiologia). Isso permite a criação de mapas de perfusão tecidual e diferenciação entre compartimentos específicos do músculo gastrocnêmio de maneira espacial e temporalmente resolvida. Além disso, empregaremos a transferência de saturação de troca de creatina (CrCEST) para medir a cinética de recuperação de PCr após exercícios exaustivos ou até que os sintomas dos indivíduos limitem sua tolerância ao exercício.

Essas técnicas combinadas nos permitirão diferenciar déficits na perfusão tecidual e no metabolismo (função mitocondrial) para compartimentos específicos do músculo gastrocnêmio antes e depois da intervenção. A sensibilidade para detectar mudanças após a suplementação de nitrato inorgânico (BR) foi previamente demonstrada em indivíduos saudáveis ​​durante exercícios exaustivos severos (que criam condições hipóxicas no leito tissular análogas àquelas em pacientes com DAP+IC durante exercícios leves). Os participantes do BR apresentaram aumento na tolerância ao exercício e redução na depleção de PCr, sugerindo alterações no metabolismo/função muscular. No entanto, o efeito do BR nas respostas metabólicas e na perfusão tecidual durante o exercício exaustivo em pacientes com DAP não foi investigado até o momento.

A hipótese desta proposta é em pacientes com PAD+IC, 3-6 dias de consumo oral de nitrato dietético (na forma de BR concentrado) produzirá uma maior perfusão tecidual, entrega de oxigênio e aumento do metabolismo muscular em comparação com placebo (PL ). Isso se traduzirá em um aumento no desempenho físico tanto no exercício de flexão do músculo específico quanto nas medidas de caminhada sem dor na esteira. A fim de testar esta hipótese, os seguintes objetivos específicos recrutarão 24 pacientes com DAP+IC em um projeto randomizado, duplo-cego, controlado por placebo e cruzado.

Objetivo 1. Determinar entre as diferenças de tratamento (BR v PL) na constante de tempo de recuperação de fosfocreatina (PCr) medida pela transferência química de saturação de troca de creatina (CrCREST).

Objetivo 2. Determinar entre as diferenças de tratamento (BR x PL) no pico do exercício, a hiperemia máxima em diferentes compartimentos dos membros inferiores (anterior, lateral, gastrocnêmio, sóleo e compartimentos profundos) por Pulsed Arterial Spin Labeling (PASL).

Objetivo 3. Determinar as relações entre as alterações do tratamento no desempenho da caminhada COT e PWT e características de perfusão compartimental dos membros inferiores (objetivo 2) e cinética de recuperação de fosfocreatina (objetivo 1).