Lack of change in the respiratory quotient during oxygen supply dependence in endotoxemic shock: a subanalysis of an experimental controlled study / Ausência de alteração no quociente respiratório durante a dependência do suprimento de oxigênio no choque endotoxêmico: subanálise de um estudo experimental controlado

ABSTRACT Objective: To evaluate if the reductions in systemic and renal oxygen consumption are associated with the development of evidence of anaerobic metabolism. Methods: This is a subanalysis of a previously published study. In anesthetized and mechanically ventilated sheep, we measured the respiratory quotient by indirect calorimetry and its systemic, renal, and intestinal surrogates (the ratios of the venous-arterial carbon dioxide pressure and content difference to the arterial-venous oxygen content difference. The Endotoxemic Shock Group (n = 12) was measured at baseline, after 60 minutes of endotoxemic shock, and after 60 and 120 minutes of fluid and norepinephrine resuscitation, and the values were compared with those of a Control Group (n = 12) without interventions. Results: Endotoxemic shock decreased systemic and renal oxygen consumption (6.3 [5.6 - 6.6] versus 7.4 [6.3 - 8.5] mL/minute/kg and 3.7 [3.3 - 4.5] versus 5.4 [4.6 - 9.4] mL/minute/100g; p < 0.05 for both). After 120 minutes of resuscitation, systemic oxygen consumption was normalized, but renal oxygen consumption remained decreased (6.3 [5.9 - 8.2] versus 7.1 [6.1 - 8.6] mL/minute/100g; p = not significance and 3.8 [1.9 - 4.8] versus 5.7 [4.5 - 7.1]; p < 0.05). The respiratory quotient and the systemic, renal and intestinal ratios of the venous-arterial carbon dioxide pressure and content difference to the arterial-venous oxygen content difference did not change throughout the experiments. Conclusion: In this experimental model of septic shock, oxygen supply dependence was not associated with increases in the respiratory quotient or its surrogates. Putative explanations for these findings are the absence of anaerobic metabolism or the poor sensitivity of these variables in detecting this condition.

RESUMO Objetivo: Avaliar se as reduções do consumo de oxigênio sistêmico e renal estão associadas ao desenvolvimento de evidências de metabolismo anaeróbico. Métodos: Esta é uma subanálise de estudo já publicado. Em ovinos anestesiados e ventilados mecanicamente, medimos o quociente respiratório por calorimetria indireta e seus substitutos sistêmicos, renais e intestinais (as razões entre a diferença de pressão venoarterial do teor de dióxido de carbono e a diferença arteriovenosa do teor de oxigênio). O Grupo Choque Endotoxêmico (n = 12) foi medido inicialmente, após 60 minutos do choque endotoxêmico e após 60 e 120 minutos da ressuscitação com fluidos e norepinefrina, e os valores foram comparados com os do Grupo Controle (n = 12) sem intervenções. Resultados: O choque endotoxêmico diminuiu o consumo de oxigênio sistêmico e renal (6,3 [5,6 - 6,6] versus 7,4 [6,3 - 8,5] mL/minuto/kg e 3,7 [3,3 - 4,5] versus 5,4 [4,6 - 9,4] mL/minuto/100g; p < 0,05 para ambos). Após 120 minutos de ressuscitação, o consumo sistêmico de oxigênio foi normalizado, mas o consumo renal de oxigênio permaneceu reduzido (6,3 [5,9 - 8,2] versus 7,1 [6,1 - 8,6] mL/minuto/100g; p = NS e 3,8 [1,9 - 4,8] versus 5,7 [4,5 - 7,1]; p < 0,05). O quociente respiratório e as razões sistêmica, renal e intestinal entre a diferença na pressão venoarterial do teor de dióxido de carbono e a diferença arteriovenosa do teor de oxigênio não se alteraram ao longo dos experimentos. Conclusão: Nesse modelo experimental de choque séptico, a dependência do suprimento de oxigênio não foi associada a aumentos no quociente respiratório ou em seus substitutos. As explicações possíveis para esses achados são a ausência de metabolismo anaeróbico ou a baixa sensibilidade dessas variáveis na detecção dessa condição.

Fitness training of athletes in freestyle skiing / Treinamento de aptidão física de atletas em esqui de estilo livre / Entrenamiento de aptitud física de atletas en esquí de estilo libre

ABSTRACT Introduction: Physical training is essential to physical fitness in freestyle skiers. The domain of stability in the technical movements is a determinant of the competition, always constantly improving. Objective: Develop a physical training program adapted to freestyle skiing. Methods: Twelve freestyle skiers were selected as volunteers for the experiment. This paper compares athletes' physical qualities and individual abilities before and after physical training. Through recent research, the athletes' physical condition was comprehensively evaluated to test the effectiveness of their physical training. results: Freestyle skiers showed good anaerobic fitness. A relationship was found between the maximum number of thrusts, the degree of spin in the air, the maximum power duration, and the power decay rate (P<0.05). In the body balance test, the lower limbs showed deficiencies in anteroposterior mobility, while bipodal balance showed no significantly statistical differences (P>0.05). Conclusion: This paper systematically studies body composition, the center of gravity strength, anaerobic capacity, and balance in freestyle skiers. The results provide a good assessment of the effect of fitness training on freestyle ski athletes. These results have particular guiding significance for formulating and implementing training programs focused on the sport. Level of evidence II; Therapeutic studies - investigation of treatment outcomes.

RESUMO Introdução: O treinamento físico é parte essencial da aptidão física em esquiadores de estilo livre. O domínio da estabilidade nos movimentos técnicos é determinante sobre as competições, estando sempre em constante aprimoramento. Objetivo: Elaborar um programa de treinamento físico adaptado ao esporte do esqui de estilo livre. Métodos: Selecionou-se 12 esquiadores de estilo livre como voluntários ao experimento. Este artigo compara as qualidades físicas e habilidades individuais dos atletas antes e depois do treinamento físico. Através de pesquisas recentes, avaliou-se de forma abrangente a condição física dos atletas para testar a eficácia de seu treinamento físico. Resultados: Os esquiadores de estilo livre apresentaram uma boa praticabilidade anaeróbica. Foi encontrada uma relação particular entre o número máximo de propulsões e o grau de giro no ar, a duração máxima da potência e a taxa de decaimento da potência (P<0,05). No teste de equilíbrio corporal, os membros inferiores apresentaram deficiências de mobilidade anteroposterior, enquanto o equilíbrio bipodal não apresentou diferenças significativamente estatísticas (P>0,05). Conclusão: Este artigo fornece um estudo sistemático da composição corporal, força do centro gravitacional, capacidade anaeróbica e equilíbrio em esquiadores de estilo livre. Os resultados proporcionam uma boa avaliação do efeito de treinamento de aptidão física nos atletas de esqui de estilo livre. Estes resultados têm um significado orientador particular para a formulação e implementação de programas de treinamento focados na modalidade. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - investigação dos resultados do tratamento.

RESUMEN Introducción: El entrenamiento físico es una parte esencial de la aptitud física en los esquiadores de estilo libre. El dominio de la estabilidad en los movimientos técnicos es determinante sobre las competiciones, estando siempre en constante mejora. Objetivo: Desarrollar un programa de entrenamiento físico adaptado al deporte del esquí de estilo libre. Métodos: Se seleccionaron doce esquiadores de estilo libre como voluntarios para el experimento. Este artículo compara las cualidades físicas y las capacidades individuales de los atletas antes y después del entrenamiento físico. Mediante una investigación reciente, se evaluó exhaustivamente la condición física de los atletas para comprobar la eficacia de su entrenamiento físico. Resultados: Los esquiadores de estilo libre mostraron una buena aptitud anaeróbica. Se encontró una relación particular entre el número máximo de empujes y el grado de giro en el aire, la duración de la potencia máxima y la tasa de disminución de la potencia (P<0,05). En la prueba de equilibrio corporal, los miembros inferiores mostraron deficiencias en la movilidad anteroposterior, mientras que el equilibrio bipodal no mostró diferencias estadísticas significativas (P>0,05). Conclusión: Este artículo proporciona un estudio sistemático de la composición corporal, la fuerza gravitatoria central, la capacidad anaeróbica y el equilibrio en esquiadores de estilo libre. Los resultados proporcionan una buena evaluación del efecto del entrenamiento físico en los atletas de esquí de estilo libre. Estos resultados tienen una especial importancia orientativa para la formulación y aplicación de programas de entrenamiento centrados en este deporte. Nivel de evidencia II; Estudios terapéuticos - investigación de los resultados del tratamiento.

Proporção entre pressão venosa central menos arterial de dióxido de carbono e conteúdo arterial menos venoso central de oxigênio como indicador de oxigenação tissular: uma revisão narrativa / Central venous minus arterial carbon dioxide pressure to arterial minus central venous oxygen content ratio as an indicator of tissue oxygenation: a narrative review

RESUMO A proporção entre pressão venosa central menos arterial de dióxido de carbono e conteúdo de oxigênio arterial menos venoso central (Pcv-aCO2/Ca-cvO2) foi proposta como marcador substituto para quociente respiratório e indicador de oxigenação tissular. Alguns pequenos estudos observacionais identificaram que Pcv-aCO2/Ca-cvO2 acima de 1,4 se associa com hiperlactatemia, dependência de suprimento de oxigênio e maior mortalidade. Mais ainda, a Pcv-aCO2/Ca-cvO2 foi incorporada a algoritmos para avaliação da oxigenação tissular e ressuscitação. Contudo, a evidência para estas recomendações é bastante limitada e de baixa qualidade. O objetivo desta revisão narrativa foi analisar as bases metodológicas, os fundamentos fisiopatológicos e a evidência experimental e clínica para dar suporte à utilização da Pcv-aCO2/Ca-cvO2 como marcador substituto para quociente respiratório. De um ponto de vista fisiopatológico, o aumento do quociente respiratório secundariamente a reduções críticas no transporte de oxigênio é um evento dramático e com risco à vida. Entretanto, este evento é facilmente observável e provavelmente não demandaria maiores monitoramentos. Visto que o início do metabolismo anaeróbico é indicado pelo aumento súbito do quociente respiratório e que a faixa normal do quociente respiratório é ampla, o uso do ponto de corte definido como 1,4 para Pcv-aCO2/Ca-cvO2 não faz sentido. Estudos experimentais demonstraram que a Pcv-aCO2/Ca-cvO2 é mais dependente de fatores que modificam a dissociação do dióxido de carbono da hemoglobina do que do quociente respiratório, e o quociente respiratório e Pcv-aCO2/Ca-cvO2 podem ter comportamentos distintos. Estudos conduzidos em pacientes críticos demonstraram resultados controvertidos com relação à capacidade da Pcv-aCO2/Ca-cvO2 para predizer o desfecho, hiperlactatemia, anomalias microvasculares e dependência de suprimento de oxigênio. Um estudo randomizado controlado também demonstrou que a Pcv-aCO2/Ca-cvO2 é inútil como alvo para ressuscitação. A Pcv-aCO2/Ca-cvO2 deve ser interpretada com cautela em pacientes críticos.

ABSTRACT The central venous minus arterial carbon dioxide pressure to arterial minus central venous oxygen content ratio (Pcv-aCO2/Ca-cvO2) has been proposed as a surrogate for respiratory quotient and an indicator of tissue oxygenation. Some small observational studies have found that a Pcv-aCO2/Ca-cvO2 > 1.4 was associated with hyperlactatemia, oxygen supply dependency, and increased mortality. Moreover, Pcv-aCO2/Ca-cvO2 has been incorporated into algorithms for tissue oxygenation evaluation and resuscitation. However, the evidence for these recommendations is quite limited and of low quality. The goal of this narrative review was to analyze the methodological bases, the pathophysiologic foundations, and the experimental and clinical evidence supporting the use of Pcv-aCO2/Ca-cvO2 as a surrogate for respiratory quotient. Physiologically, the increase in respiratory quotient secondary to critical reductions in oxygen transport is a life-threatening and dramatic event. Nevertheless, this event is easily noticeable and probably does not require further monitoring. Since the beginning of anaerobic metabolism is indicated by the sudden increase in respiratory quotient and the normal range of respiratory quotient is wide, the use of a defined cutoff of 1.4 for Pcv-aCO2/Ca-cvO2 is meaningless. Experimental studies have shown that Pcv-aCO2/Ca-cvO2 is more dependent on factors that modify the dissociation of carbon dioxide from hemoglobin than on respiratory quotient and that respiratory quotient and Pcv-aCO2/Ca-cvO2 may have distinct behaviors. Studies performed in critically ill patients have shown controversial results regarding the ability of Pcv-aCO2/Ca-cvO2 to predict outcome, hyperlactatemia, microvascular abnormalities, and oxygen supply dependency. A randomized controlled trial also showed that Pcv-aCO2/Ca-cvO2 is useless as a goal of resuscitation. Pcv-aCO2/Ca-cvO2 should be carefully interpreted in critically ill patients.

Pesquisa de Clostridium perfringens em carnes bovinas embaladas a vácuo comercializadas no Distrito Federal e entorno / Clostridium perfringens research on vacuum packed beef commercialized on Distrito Federal and in the surrounding area

O objetivo deste trabalho foi detectar a presença de Clostridium perfringens em 54 amostras de carne bovina embaladas a vácuo comercializadas na região do Distrito Federal, bem como detectar a presença da toxina cpe por PCR, ainda avaliar os meios de cultivo ágar SPS® e ágar TSC®, com e sem etapa de pré-enriquecimento das amostras em caldo infusão de cérebro e coração (BHI) na câmara de anaerobiose, e posterior incubação das placas de SPS® e TSC® tanto em jarra de anaerobiose, como em câmara de anaerobiose. Na análise da incubação das placas em ágar SPS® e TSC®, sem a etapa de pré-enriquecimento em caldo BHI na câmara de anaerobiose, observou-se o crescimento em apenas uma (1,85%) das 54 amostras analisadas, em ambos os meios de cultivo e formas de incubação. Com a etapa de pré-enriquecimento com caldo BHI em câmara de anaerobiose, observou-se crescimento em todas as 54 amostras (100%), em ambos os meios de cultivo e formas de incubação. Na reação em cadeia de polimerase (PCR) nenhuma das cepas oriundas das amostras analisadas apresentaram a amplificação de fragmento do gene da toxina cpe. Os resultados evidenciam a presença de C. perfringens em carnes embaladas a vácuo comercializadas no Distrito Federal e Entorno, porém não foi detectada a toxina cpe em nenhuma cepa isolada analisada. Na comparação estatística aplicando o teste qui-quadrado de McNemar, observou-se que houve diferença significativa (p<0,001) entre as análises sem e com a etapa de pré-enriquecimento em caldo BHI, verificando-se a influencia positiva do meio na recuperação de esporos, destacando desta forma a importância do enriquecimento prévio em meio BHI e a incubação em câmara de anaerobiose, na recuperação de esporos deste microrganismo.

The aim of this work was to detect Clostridium perfringens in 54 samples of vacuum packed beef sold at the Federal District area, and to detect the presence of the cpe toxin gene by Polymerase chain reaction (PCR), also evaluate the culture medium SPS® agar and TSC® agar, with and without pre-enrichment step of the samples in Brain Heart Infusion (BHI) broth in the anaerobic chamber, and to promote the incubation of the plates in anaerobic jar and anaerobic chamber. The results of the incubation on SPS® agar and TSC® agar, without the pre-enrichment step in BHI, growth was observed in only one (1,85%) of the 54 analyzed samples, in both culture media and incubation methods. With the pre-enrichment step with BHI broth in the anaerobic chamber, growth was observed in all 54 samples (100%), in both culture media and incubation methods. At the PCR, In the polymerase chain reaction (PCR), none of the strains from the analyzed samples showed fragment amplification of the toxin cpe gene. The results showed the presence of C. perfringens in vacuum packed beef samples commercialized at the Distrito Federal area and surroundings, however the cpe toxin was not detected in any isolated strain analyzed. In the statistical test using the McNemar chi-square test, a significant difference (p<0,001) was observed between the analysis with and without pre-enrichment step in BHI broth, verifying the positive influence of the medium in spore recovery, therefore to enhance the importance of the pre-enrichment stage in BHI broth and the incubation in anaerobic chamber in spore recovery for this microorganism.

Stem cell evolutionary paradigm and cell engineering.

Studying hematopoietic and mesenchymal stem cells for almost three decades revealed some similarities between the stem cell entity and the single-celled eukaryotes exhibiting the anaerobic/facultative aerobic metabolic features. A careful analysis of nowadays knowledge concerning the early eukaryotic evolution allowed us to reveal some analogies between stem cells in the metazoan tissues and the single-celled eukaryotes which existed during the first phase of eukaryotes evolution in mid-Proterozoic era. In fact, it is possible to trace the principle of the self-renewal back to the first eukaryotic common ancestor, the first undifferentiated nucleated cell possessing the primitive, mostly anaerobically-respiring mitochondria and a capacity to reproduction by a simple cell division "à l'identique". Similarly, the diversification of these single-cell eukaryotes and acquiring of complex life cycle allowed/conditioned by the increase of O2 in atmosphere (and consequently in the water environment) represents a prototype for the phenomenon of commitment/differentiation. This point of view allowed to predict the ex-vivo behavior of stem cells with respect to the O2 availability and metabolic profile which enabled to conceive the successful protocols of stem cell expansion and ex vivo conditioning based on "respecting" this relationship between the anaerobiosis and stemness. In this review, the basic elements of this paradigm and a possible application in cell engineering were discussed.

To harness stem cells by manipulation of energetic metabolism.

The maintenance of the primitive Hematopoietic Stem Cells (HSC) in course of ex vivo expansion is a critical point to preserve the long-term reconstituting capacity of a hematopoietic graft. On the basis of the numerous experimental results, the maintenance of primitive HSC is related to their specific metabolic profile shifted towards the anaerobiosis. Hence, in addition to the exposition of the cultures to more appropriate, physiologically low O2 concentrations (usually misleadingly termed "hypoxia"), a specter of "hypoxia-mimicking" factors (cytokines, growth factors, receptor-ligands, antioxidants) can be applied to maintain this specific metabolic profile enabling an appropriate genetic and epigenetic regulation. Some factors already proved to be able to achieve this goal and "hypoxia-mimicking" ex vivo cultures were already used to produce cells for clinical trials. In this article we are discussing the approaches aimed to amplify and/or to condition the HSC, based on the manipulation of energetic metabolism properties.

Effects of high-intensity running training on soccer-specific fitness in professional male players.

The purpose of this study was to investigate whether or not physiological and performance gains could be achieved with the addition of high-intensity running to an existing training programme in a group of well trained professional male soccer players. Sixteen professional male players (21.3 ± 2.1 years, stature 177.4 ± 4.2 cm, body mass 73.1 ± 8.1 kg) were randomised in training (TRA, n = 8) and control (CON, n = 8) groups. All players performed physiological assessments before and after a 6-week intervention. Outcome measures were: (i) V̇O2peak, (ii) V̇O2 kinetics during very heavy-intensity exercise, (iii) a maximal anaerobic running test, and (iv) Yo-Yo Intermittent Recovery Test level 2 (YIRT2). The only aerobic parameter to change after the intervention was the phase III time constant at exercise onset for CON, which lengthened (p = 0.012) to a value similar to that of the TRA group. However, TRA showed gains in anaerobic performance (p = 0.021), time to exhaustion (p = 0.019), and maximal running speed (p = 0.023). In the YIRT2, distance run increased for TRA over time (p = 0.015), and the TRA group were also capable of running further in the YIRT2 after the intervention compared with CON (p = 0.011). This study shows it is possible to improve the soccer-specific high-intensity running capacity of professional players when high-intensity intermittent training is added to the normal training load and that this effect is only detectable in anaerobic capabilities. The observed effects are meaningful to the training practices of elite athletes seeking a competitive edge in team sports when otherwise well matched.

Anaerobic digestion of wastewater from coffee and chemical analysis of biogas produced using gas chromatography: quantification of methane, and potential energy gas exchanger / Digestão anaeróbia de águas residuárias do café e análise química do biogás produzido por cromatografia gasosa: quantificação de metano e potencial de troca gasosa de energia

Methane is the main constituent of biogas, being responsible for its calorific value. This work objective was to present the analysis of methane concentration in the biogas originated from anaerobic treatment system of wastewater of coffee wet processing (CWP) at laboratory scale, using coffee coconut. The methane concentration were performed by gas-solid chromatography (GSC) analyses. The system was composed of a column Restek RT-Q-PLOT, with the stage sets, the divinyl-benzene, nitrogen as mobile phase and a flame ionization detector (FID). The results of the concentration of methane in the biogas ranged from 48.60 to 68.14%. The upper and lower calorific values were 25,654 and 23,777 kJ.m-3, respectively. For interchangeability, obtained a Wobbe number of 7,851 kcal.m-3, resulting in their interchangeability with piped gas (city gas).

O metano é o principal constituinte do biogás, sendo o responsável pelo seu poder calorífico. Neste trabalho, são apresentadas as análises da concentração de metano no biogás produzido a partir do tratamento das águas residuárias do processamento por via úmida do café (ARC) em sistema de tratamento anaeróbio em escala de laboratório, sendo utilizado o café coco para a produção destas ARC. As análises foram realizadas por cromatografia gás-sólido (CGS), sendo o sistema composto de uma coluna Restek RT-Q-PLOT, tendo como fase fixa, o divinil-benzeno; do nitrogênio como fase móvel e um detector de ionização de chama (DIC). Os resultados da concentração de metano no biogás variaram de 48,60 a 68,14 %, sendo estas variações obtidas em função dos parâmetros do processo de tratamento. Os poderes caloríficos superior e inferior foram de 25.654 e 23.777 kJ.m-3, respectivamente. Para a permutabilidade, obteve-se um número de Wobbe de 7.851 kcal.m-3, resultando na sua permutabilidade com o gás canalizado (gás da cidade).

Avaliação do limiar de anaerobiose obtido pela resposta da freqüência cardíaca e análise da sua variabilidade em protocolo de exercício físico dinâmico descontínuo em esteira rolante, em pacientes portadores de fator de risco e/ou doença cardiovascular instalada: estudo de 2 casos / Anaerobic threshold determination by heart rate response and heart rate variability analysis during a discontinuous dynamic physical exercise protocol at treadmill in two patients with risk factor and/or cardiovascular disease

Os objetivos deste estudo foram determinar o limiar de anaerobiose (LA), utilizando um teste de esforço físico dinâmico em degraus descontínuos (TEFDD) em esteira rolante, por meio da resposta da freqüência cardíaca (FC), analisar sua variabilidade (VFC), bem como verificar a adequação do protocolo de treinamento, baseado no LA. Dois homens, de 56 e 61 anos, portadores de fatores de risco e/ou doença cardiovascular instalada, foram submetidos ao TEFDD, que consistiu na realização de 4 velocidades distintas com duração de 6 minutos cada, a partir da qual foi determinado o LA por meio da aplicação de um modelo semiparamétrico aos dados de FC. Foram analisadas FC média e sua variabilidade, pelo índice temporal RMSSD dos intervalos R-R em milissegundos em cada velocidade avaliada. A partir dos resultados verificamos que a metodologia utilizada foi adequada para identificação do LA e que o protocolo de treinamento de ambos voluntários estava sendo realizado na faixa do LA. Também foi possível observar que em intensidades mais elevadas de exercício ocorreu um predomínio da atividade simpática sobre o coração, a qual é evidenciada pelo aumento da FC juntamente com a redução da VFC.

The purposes of present study were determine the anaerobic threshold (AT) by heart rate (HR) response and analyze the heart rate variability (VFC) during a discontinuous dynamic physical exercise protocol (DDPEP) at treadmill and, additionally, verify if the training performed by the subjects is adequate when the LA is considered. Two 56 and 61 years-old men, with risk factor and/or cardiovascular disease, performed a DDPEP at a treadmill. This protocol was constituted by 4 different velocities with 6 minutes duration in which a semi parametric model was applied to determine the AT. In each velocity, the average of HR and HRV, which was analyzed by the RMSSD index of R-R intervals in milliseconds, were calculated. The results suggest that the method utilized was adequate to AT determination, confirming that the training performed by the subjects was realized at intensities close to the AT. In addition, a predominance of sympathetic activity on the heart was observed at the higher efforts intensities which was confirmed by increased HR and decreased HRV.