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Respiração lenta gradual, seu efeito na saúde

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Eu escrevi um programa de computador que emite um bipe, depois emite um bipe após 10 segundos, depois emite um bipe após 11 segundos, depois emite um bipe após 12 segundos, etc.

Eu tentei o seguinte "experimento" comigo mesmo: faça apenas uma respiração entre os bipes, então diminuindo a respiração até que eu não possa fazer isso.

Depois de terminar este "treino" e voltar a respirar normalmente, senti um enorme "frescor".

Este experimento é seguro para a saúde? Como isso influencia a saúde?


Você pode tentar o máximo para desacelerar sua respiração, mas o corpo irá acelerá-la se necessário. O que você provavelmente fez foi relaxado e basicamente apenas meditado. Não é a respiração, mas o relaxamento para desacelerar a respiração e o foco que o refresca. Eu digo fazer alguns experimentos, como ouvir música calmante e relaxar e não monitorar sua respiração e ver se você sente o mesmo.

// atualizando a resposta

Diminuir a velocidade de sua respiração acumula dióxido de carbono em seu corpo. Isso é ruim para o corpo, por isso o obriga a respirar. Na verdade, nossa respiração é rigidamente controlada, de modo que nosso corpo controla rigidamente o dióxido de carbono (ou, mais corretamente, o pH) em nosso sangue. Existem alguns grupos de pacientes nos quais existe respiração lenta permanente. Nessas pessoas, o dióxido de carbono sobe e os rins precisam compensar.


Respirando para melhorar sua saúde

A respiração lenta, profunda e consistente demonstrou ter benefícios no tratamento de condições que vão desde enxaquecas e síndrome do intestino irritável a distúrbios de ansiedade e dor.

Sumathi Reddy

Respire fundo e relaxe.

Por trás desse conselho comum está uma série complexa de processos fisiológicos que acalmam o corpo, desaceleram o coração e ajudam a controlar a dor.

Respirar e controlar a respiração é uma das maneiras mais fáceis de melhorar a saúde mental e física, dizem os médicos e psicólogos. A respiração lenta, profunda e consistente demonstrou ter benefícios no tratamento de condições que vão desde enxaquecas e síndrome do intestino irritável a distúrbios de ansiedade e dor.

“Se você treinar para respirar um pouco mais devagar, isso pode trazer benefícios para a saúde a longo prazo”, disse Murali Doraiswamy, professor de psiquiatria do Duke University Medical Center em Durham, Carolina do Norte. A respiração profunda ativa uma resposta de relaxamento, disse ele, “potencialmente diminuindo a inflamação, melhorando a saúde do coração, fortalecendo o seu sistema imunológico e talvez até melhorando a longevidade, ”

Para ajudar a promover o hábito da respiração saudável, uma startup de tecnologia de São Francisco lançou recentemente um dispositivo vestível chamado Spire que rastreia os padrões de respiração e avisa aos usuários quando eles estão muito tensos ou ansiosos. “Um dos objetivos deste trabalho era: 'Como tornar tão simples a mudança para a calma ou o foco que as pessoas não precisem parar o que estão fazendo?'”, Disse Neema Moraveji, cofundadora da Spire e diretor do Calming Technology Lab da Stanford University.

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Respiração lenta gradual, seu efeito na saúde - Biologia

Respiração opcional: Ativando o diafragma
As experiências diárias de respiração para a maioria dos indivíduos não treinados são muito mais inconsistentes do que se poderia supor. As práticas de ioga geralmente ensinam primeiro os indivíduos a observar sua própria respiração para, em última análise, familiarizar o aluno com as sensações da respiração. Assim, um aspecto significativo no aprendizado de técnicas de respiração é a consciência da diferença entre a respiração suave e uniforme e a respiração irregular. As modificações nos padrões respiratórios ocorrem naturalmente para alguns indivíduos após uma aula, no entanto, pode levar até seis meses para substituir os maus hábitos e, em última análise, mudar a forma como a pessoa respira (Sovik, 2000). A regra geral, freqüentemente observada em estudos, e particularmente observada por Gallego et al. (2001) foi que se um ato voluntário é repetido, & # 147a aprendizagem ocorre, e os processos neurofisiológicos e cognitivos subjacentes ao seu controle podem mudar. & # 148 Gallego et al. continue que, embora algumas mudanças possam ser feitas, a necessidade de estudos de longo prazo é garantida para entender melhor as fases que demandam atenção envolvidas com essas mudanças respiratórias.

Embora o diafragma seja um dos principais órgãos responsáveis ​​pela respiração, alguns iogues acreditam estar funcionando mal em muitas pessoas (Sovik, 2000). Assim, muitas vezes há ênfase na respiração diafragmática, ao invés do uso dos músculos peitorais hiperativos. Anatomicamente, o diafragma fica abaixo dos pulmões e acima dos órgãos do abdômen. É a separação entre as cavidades do tronco (a superior ou torácica e a inferior ou abdominal). Ele está preso na base das costelas, na coluna e no esterno. Conforme descrito anteriormente, quando o diafragma contrai as fibras do meio, que são formadas em forma de cúpula, descem para o abdome, fazendo com que o volume torácico aumente (e a pressão diminua), puxando o ar para os pulmões. A prática de técnicas respiratórias adequadas visa eliminar os músculos acessórios do tórax mal utilizados, com mais ênfase na respiração diafragmática.

Com a respiração diafragmática, o foco inicial de atenção está na expansão do abdômen, às vezes chamada de respiração abdominal ou abdominal. Peça a um cliente que coloque uma das mãos no abdômen acima do umbigo para senti-la sendo empurrada para fora durante as inalações. Em seguida, o foco da respiração inclui a expansão da caixa torácica durante a inspiração. Para ajudar o aluno a aprender isso, tente colocar a borda das mãos ao longo do lado da caixa torácica (no nível do esterno). A respiração diafragmática correta provocará uma expansão lateral perceptível da caixa torácica. A respiração diafragmática deve ser praticada nas posições supina, prona e ereta, pois essas são as posições funcionais da vida diária. Finalmente, a respiração diafragmática é integrada aos movimentos físicos, asanas, durante a meditação e durante o relaxamento. Semelhante ao ciclista experiente, que é capaz de manter o equilíbrio sem esforço durante o ciclismo, o praticante treinado em respiração diafragmática pode focar a atenção nas atividades da vida diária enquanto faz a respiração diafragmática naturalmente. Para resumir, Sovik sugere que as características da respiração ideal (em repouso) são diafragmática, nasal (inspiração e expiração), suave, profunda, uniforme, silenciosa e sem pausas.

Respostas para algumas perguntas comuns sobre respiração
A seguir estão algumas respostas a perguntas comuns sobre respiração adaptadas de Repich (2002).
1) Como você respira fundo?
Embora muitas pessoas sintam que uma respiração profunda provém apenas da expansão do tórax, a respiração peitoral (por si só) não é a melhor maneira de respirar fundo. Para obter uma respiração profunda e completa, aprenda a respirar pelo diafragma enquanto, simultaneamente, expande o tórax.
2) O que acontece quando você sente falta de ar?
A falta de ar geralmente é uma resposta do seu hormônio de voo ou de luta e do sistema nervoso, fazendo com que os músculos do pescoço e do peito se contraiam. Isso torna a respiração difícil e dá à pessoa aquela sensação de falta de ar.
3) O que é síndrome de hiperventilação?
A síndrome de hiperventilação também é conhecida como respiração excessiva. Respirar com muita frequência causa esse fenômeno. Embora pareça falta de oxigênio, esse não é o caso. A respiração excessiva faz com que o corpo perca uma quantidade considerável de dióxido de carbono. Essa perda de dióxido de carbono desencadeia sintomas como respiração ofegante, tremores, sufocamento e a sensação de estar sufocado. Lamentavelmente, a respiração excessiva freqüentemente perpetua mais a respiração excessiva, reduzindo mais os níveis de dióxido de carbono e, portanto, se torna uma sequência desagradável. Repich (2002) observa que essa síndrome de hiperventilação é comum em 10% da população. Felizmente, a respiração lenta e profunda o alivia prontamente. As respirações deliberadas, mesmo profundas, ajudam a fazer a transição da pessoa para um padrão respiratório diafragmático preferível.
4) Quando você sente falta de ar, precisa respirar mais rápido para conseguir mais ar?
Na verdade, exatamente o oposto. Se você respira rápido, pode começar a respirar em excesso e diminuir seus níveis de dióxido de carbono. Mais uma vez, a respiração diafragmática profunda e lenta é recomendada.
5) Como você sabe se está hiperventilando?
Muitas vezes uma pessoa não percebe quando está hiperventilando. Normalmente, mais foco é centrado na situação que provoca ansiedade e causa a respiração rápida. Com a hiperventilação, a respiração torácica é muito mais rápida e, portanto, o tórax e os ombros se moverão visivelmente muito mais. Da mesma forma, se você fizer cerca de 15-17 respirações por minuto ou mais (em uma situação sem exercício), essa pode ser uma medida mais quantificável da provável hiperventilação.

Pensamentos finais
A pesquisa é muito clara que os exercícios respiratórios (por exemplo, respiração pranayama) podem aumentar o tônus ​​parassimpático (inibir as respostas neurais), diminuir a atividade nervosa simpática (excitatória), melhorar a função respiratória e cardiovascular, diminuir os efeitos do estresse e melhorar a saúde física e mental ( Pal, Velkumary e Madanmohan, 2004). Profissionais de saúde e fitness podem utilizar esse conhecimento e regularmente incorporar exercícios de respiração lenta adequados com seus alunos e clientes em suas aulas e sessões de treinamento.

Barra lateral 1. O que é asma? E cinco mitos comuns associados a ele?
A palavra & quotasthma & quot é derivada da palavra grega que significa & quotpujar ou ofegar & quotar. Os ataques de asma se desenvolvem a partir de uma resposta involuntária a um gatilho, como poeira doméstica, pólen, tabaco, fumaça, ar de fornalha e pelos de animais.
A asma provoca uma resposta inflamatória nos pulmões. O revestimento das vias aéreas incha, o músculo liso ao redor deles se contrai e o excesso de muco é produzido. O fluxo de ar agora é limitado, dificultando a passagem do oxigênio pelos alvéolos e pela corrente sanguínea. A gravidade de um ataque de asma é determinada pelo grau de restrição das vias aéreas. Quando as vias aéreas de um asmático ficam cronicamente inflamadas, é necessário apenas um ligeiro gatilho para causar uma reação importante nas vias aéreas. Os níveis de oxigênio podem se tornar baixos e até mesmo fatais. Abaixo estão alguns dos mitos comuns sobre a asma.
Mito 1) A asma é uma doença mental
Como os asmáticos costumam ter ataques quando enfrentam estresse emocional, algumas pessoas o identificaram como uma condição psicossomática. A asma é uma condição fisiológica real. No entanto, os estímulos emocionais podem atuar como um gatilho para a asma, agravando um surto de asma.
Mito 2) A asma não é um problema de saúde sério
Pelo contrário! Os ataques de asma podem durar vários minutos ou durar horas. Com a agitação prolongada da asma, a saúde da pessoa fica cada vez mais ameaçada. Na verdade, se uma obstrução das vias aéreas se tornar grave, o paciente pode apresentar insuficiência respiratória, levando a desmaios e possível morte.
Mito 3) As crianças vão superar a asma à medida que amadurecem até a idade adulta
A maioria das pessoas que sofrem de asma terá a doença por toda a vida, embora algumas pessoas pareçam ter superado a doença.
Mito 4) Os asmáticos não devem se exercitar
Os asmáticos podem e devem se exercitar. É importante que eles encontrem os tipos de exercícios com os quais se sentem mais confortáveis, bem como o melhor local e hora para fazer o exercício.
Mito 5) Não que muitas pessoas sejam afetadas pela asma
De acordo com o National Center for Health Statistics (2002), 20 milhões de pessoas sofrem de asma nos Estados Unidos. A asma pode ser fatal, pois tirou a vida de aproximadamente 4.261 mortes em 2002. Os pesquisadores não estão claros se isso se deve a cuidados preventivos inadequados, crônicos uso excessivo de medicamentos para asma ou uma combinação de ambos os fatores.
Fim

Referências:
Collins, C. (1998). Yoga: Intuição, medicina preventiva e tratamento. Journal of Obstetric, Gynecologic, and Neonatal Nursing, 27 (5) 563-568.

Gallego, J., Nsegbe, E. e Durand, E. (2001). Aprendizagem no controle respiratório. Modificação de comportamento, 25 (4) 495-512.

Guz, A. (1997). Cérebro, respiração e falta de ar. Fisiologia da Respiração. 109, 197-204.

Jerath, R., Edry J.W, Barnes, V.A. e Jerath, V. (2006). Fisiologia da respiração pranayâmica longa: Os elementos respiratórios neurais podem fornecer um mecanismo que explica como a respiração lenta e profunda altera o sistema nervoso autônomo. Medical Hypothesis, 67, 566-571.

Centro Nacional de Estatísticas de Saúde. (2002). Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA. Centros de Controle e Prevenção de Doenças.
http://www.cdc.gov/nchs/products/pubs/pubd/hestats/asthma/asthma.htm

Pal, G.K. Velkumary, S. e Madanmohan. (2004). Efeito da prática de curta duração de exercícios respiratórios nas funções autonômicas em voluntários humanos normais. Indian Journal of Medical Research, 120, 115-121.

Repich, D. (2002). Superando preocupações com a respiração. Instituto Nacional de Ansiedade e Estresse, Inc.

Ritz, T. e Roth, W.T. (2003). Intervenção comportamental na asma. Modificação comportamental. 27 (5), 710-730.

Sovik, R. (2000). A ciência da respiração & # 150 A visão iogue. Progress in Brain Research, 122 (Capítulo 34), 491-505.


Como funciona a morte

Como a tecnologia nos ajuda a viver mais, ela também moldará a forma como morremos. Com uma definição cerebral superior de morte, você se vai quando sua personalidade desaparecer. Com uma definição de morte para todo o cérebro, você perdeu a capacidade de respirar por conta própria novamente. Cada respiração fornece o oxigênio necessário para a sobrevivência do resto do corpo. Muito simplesmente, a morte começa a acontecer quando seu corpo não recebe o oxigênio de que precisa para sobreviver.

Células diferentes morrem em velocidades diferentes, então a duração do processo de morte depende de quais células são privadas de oxigênio. O cérebro requer uma enorme quantidade de oxigênio, mas mantém muito pouco na reserva, portanto, qualquer corte de oxigênio para o cérebro resultará na morte celular em três a sete minutos, por isso um derrame pode matar tão rapidamente. Quando o sangue é cortado do coração, ocorre um ataque cardíaco e também pode tirar uma vida com bastante rapidez. Mas, uma vez que nossos corpos não foram projetados para durar para sempre, às vezes os sistemas do corpo simplesmente se desgastam. Quando alguém morre extremamente velho e a família está reunida em torno do leito de morte, você basicamente está observando o colapso desses sistemas.

Existem alguns sinais externos de que esses sistemas estão diminuindo. A pessoa vai começar a dormir mais para conservar a pouca energia que resta. Quando essa energia acaba, o indivíduo pode perder o desejo de comer e beber. A deglutição torna-se difícil e a boca fica muito seca, portanto, forçar a pessoa a comer ou beber pode causar asfixia. A pessoa que está morrendo perde o controle da bexiga e do intestino, mas os acidentes ocorrerão com menos frequência, pois as funções gastrointestinais também são interrompidas e ele consome menos.

Qualquer dor que a pessoa que está morrendo sente neste ponto geralmente pode ser tratada por um médico de alguma forma, mas pode ser incrivelmente difícil observar essas etapas finais da vida de uma pessoa. O estágio antes da morte de uma pessoa é chamado de fase agonal. A pessoa que está morrendo geralmente fica desorientada e parece que não consegue se sentir confortável. Também parecerá, desconcertantemente, que a pessoa não consegue respirar. Pode haver pausas agonizantes entre respirações fortes e difíceis. Se houver acúmulo de fluido nos pulmões, essa congestão causará um som conhecido como estertor da morte. À medida que as células dentro de uma pessoa perdem suas conexões, a pessoa pode começar a ter convulsões ou espasmos musculares.

Não podemos saber exatamente como a pessoa está se sentindo neste momento, embora aqueles que tiveram experiências de quase morte (EQM) pareçam concordar que o processo não é doloroso. As EQMs parecem ter algumas características comuns, incluindo uma sensação de paz e bem-estar, uma sensação de separação do corpo físico e uma sensação de caminhar na escuridão para entrar na luz. Você pode ler mais sobre as EQMs em Como funcionam as experiências de quase morte.

Alguns médicos acham que uma experiência de quase morte pode ser causada por endorfinas que o corpo libera no momento real da morte [fonte: Nuland]. Quando o batimento cardíaco e a respiração param, a pessoa está clinicamente morta. Não há circulação e nenhuma nova reserva de oxigênio atinge as células. No entanto, a morte clínica também denota que se trata de um ponto em que o processo é reversível, por meio de RCP, transfusão ou ventilador.

O ponto sem retorno é a morte biológica, que começa cerca de quatro a seis minutos após a morte clínica. Depois que o batimento cardíaco para, leva apenas esse tempo para as células cerebrais começarem a morrer por falta de oxigênio. A ressuscitação é impossível neste momento.

O que você acha que aconteceu com a essência da pessoa neste ponto depende de suas crenças religiosas e culturais. Mas, como nosso exame do corpo post-mortem na próxima página irá revelar, não há muito tempo para sentar e olhar para o cadáver.


Resumo

A hiperatividade simpática e a abstinência parassimpática podem causar e manter a hipertensão. Esse desequilíbrio autonômico está, por sua vez, relacionado a uma sensibilidade barorreflexa arterial reduzida ou redefinida e à hiperventilação induzida por quimiorreflexo. A respiração lenta a 6 respirações / min aumenta a sensibilidade do barorreflexo e reduz a atividade simpática e a ativação quimiorreflexa, sugerindo um efeito potencialmente benéfico na hipertensão. Testamos se a respiração lenta era capaz de modificar a pressão arterial em indivíduos hipertensos e controles e melhorar a sensibilidade do barorreflexo. Pressão arterial não invasiva contínua, intervalo RR, respiração e CO final expirado2 (CO2-et) foram monitorados em 20 indivíduos com hipertensão essencial (56,4 ± 1,9 anos) e em 26 controles (52,3 ± 1,4 anos) na posição sentada durante a respiração espontânea e respiração controlada mais lenta (6 / min) e mais rápida (15 / min) taxa de respiração. A sensibilidade do barorreflexo foi medida por análise espectral autorregressiva e método do “ângulo alfa”. A respiração lenta diminuiu as pressões sistólica e diastólica em indivíduos hipertensos (de 149,7 ± 3,7 a 141,1 ± 4 mm Hg, P& lt0,05 e de 82,7 ± 3 a 77,8 ± 3,7 mm Hg, P& lt0,01, respectivamente). A respiração controlada (15 / min) diminuiu a pressão sistólica (para 142,8 ± 3,9 mm Hg P& lt0,05), mas não a pressão arterial diastólica e intervalo RR diminuído (P& lt0.05) sem alterar o barorreflexo. Achados semelhantes foram observados em controles para o intervalo RR. A respiração lenta aumentou a sensibilidade barorreflexa em hipertensos (de 5,8 ± 0,7 para 10,3 ± 2,0 ms / mm Hg P& lt0,01) e controles (de 10,9 ± 1,0 a 16,0 ± 1,5 ms / mm Hg P& lt0.001) sem induzir hiperventilação. Durante a respiração espontânea, os indivíduos hipertensos apresentaram menor CO2 e taxa de respiração mais rápida, sugerindo hiperventilação e sensibilidade barorreflexa reduzida (P& lt0.001 versus controles). A respiração lenta reduz a pressão arterial e aumenta a sensibilidade barorreflexa em pacientes hipertensos. Esses efeitos parecem potencialmente benéficos no manejo da hipertensão.

O desequilíbrio autonômico tem um papel importante na etiologia da hipertensão. 1–4 Esse desequilíbrio, caracterizado por um aumento na atividade simpática (com uma possível redução na atividade parassimpática), está presente não apenas na hipertensão inicial e limítrofe, mas também contribui para a manutenção da hipertensão sustentada. 2 Além disso, vários fatores de risco cardiovascular frequentemente associados à hipertensão estão etiologicamente ligados à ativação simpática. 2,5 Pelo menos um dos mecanismos associados a esse desequilíbrio autonômico é a redução da sensibilidade do barorreflexo. O barorreflexo é reduzido ou redefinido para valores elevados de pressão arterial na hipertensão, embotando sua capacidade de suprimir o aumento da atividade simpática. 6 Um comprometimento do barorreflexo tem relação direta com o aumento da variabilidade da pressão arterial em 24 horas, que por sua vez se correlaciona com o aumento do dano ao órgão-alvo. 7 Além disso, há relatos indicando ativação do quimiorreflexo na hipertensão essencial, que pode ser um mecanismo adicional responsável pelo aumento da atividade simpática. 8

Dado o valor clínico e prognóstico de reduzir a ativação simpática e aumentar a sensibilidade do barorreflexo na hipertensão, é interessante notar que a respiração lenta em 6 ciclos / min aumenta a sensibilidade do barorreflexo em indivíduos normais e pacientes com insuficiência cardíaca crônica 9,10 e também reduz o nervo muscular atividade simpática 11 e ativação quimiorreflexa, 12 sugerindo um efeito potencialmente benéfico na hipertensão. No entanto, há pouca evidência sobre o efeito da respiração lenta no barorreflexo arterial em pacientes hipertensos, embora alguns estudos recentes tenham mostrado que exercícios respiratórios guiados por dispositivo podem reduzir a pressão arterial em pacientes hipertensos. 13 Este estudo tem como objetivo testar se a respiração lenta a 6 ciclos / min reduz a pressão arterial em hipertensos e normais e se esse efeito está relacionado a uma modificação nos mecanismos de controle cardiovascular.

Métodos

Assuntos

O protocolo do estudo foi aprovado pelo comitê de ética local e todos os sujeitos deram consentimento informado para participar do estudo. Estudamos 20 pacientes com hipertensão essencial (não tratada ou após washout farmacológico de 2 semanas) e 26 controles saudáveis. As causas secundárias de hipertensão foram excluídas com base em história negativa e ausência de sinais clínicos, função renal normal, eletrólitos séricos normais e níveis plasmáticos normais de aldosterona e renina. Excluímos do estudo os indivíduos que bebiam & gt60 g de etanol por dia ou que consumiam alcaçuz, fumantes e mulheres que tomavam anticoncepcionais orais. Evitamos testar mulheres durante as fases menstrual e pré-menstrual. 14,15 A Tabela mostra os principais dados antropométricos e de exames laboratoriais.

Características de linha de base de indivíduos hipertensos e de controle

Protocolo

Os indivíduos foram examinados no final da manhã. Café da manhã leve foi permitido no início da manhã, mas café ou chá não foram permitidos no dia do estudo. Após 30 minutos de repouso tranquilo e familiarização com o laboratório, obtivemos registros de ECG, respiração (por cintas indutivas), CO final da expiração2 (capnógrafo de fluxo lateral COSMO, Novametrix) e pressão arterial (modelo piloto, tonometria de Colin) durante 5 minutos de respiração espontânea, 2 minutos de respiração controlada a 6 ciclos / min e 2 minutos de respiração controlada a 15 ciclos / min para verificar o efeito da simples regularização da frequência respiratória em uma frequência na mesma faixa da espontânea. A respiração foi controlada por instruções visuais e sob monitoramento contínuo da frequência respiratória pelo capnógrafo. Todas as gravações foram obtidas com o sujeito na posição sentada e foram feitas em ordem aleatória.

Todos os sinais foram adquiridos continuamente em um computador pessoal (Apple Macintosh G3) em 300 amostras por canal e armazenados em discos ópticos. A partir desses dados, foram obtidas as séries temporais do intervalo RR e das pressões arteriais sistólica e diastólica. Os valores médios para esses sinais foram obtidos durante as várias gravações. CO expiração final de respiração a respiração2 (CO2-et), frequência respiratória e mudanças relativas na ventilação minuto (Vm) e volume corrente (Vt) também foram obtidos por software interativo escrito por um de nós (L.B.) pela análise dos sinais indutivos do cinto e pela análise dos capnogramas. As mudanças em Vm e Vt foram calculadas como aumento ou diminuição percentual dos registros obtidos durante a respiração espontânea.

Para validar este método indireto, registramos em cada sujeito o fluxo expiratório por meio de um pneumotacógrafo aquecido (Fleish Metabo) conectado a um bocal, juntamente com as correias indutivas, durante várias frequências respiratórias e profundidades. Em seguida, comparamos a amplitude do sinal indutivo durante cada respiração com o Vt obtido pela integração eletrônica do sinal pneumotacográfico. O coeficiente de correlação entre o Vt ou Vm medido com os 2 métodos variou de 0,984 a 0,822 (P sempre & lt0.0001). Assim, as correias indutivas poderiam rastrear com sucesso as mudanças na ventilação em termos relativos. Em vez disso, o uso do pneumotacógrafo durante todo o procedimento pode ter alterado o padrão de respiração espontânea, conforme mostrado anteriormente. 16

A sensibilidade do barorreflexo arterial foi medida por análise espectral pelo método do “ângulo alfa”. 4,10 Essa abordagem é um método aceito para medir a sensibilidade do barorreflexo. 17

Análise Estatística

Os dados são apresentados como média ± SEM. A comparação das variáveis ​​foi feita por ANOVA para delineamento misto (modelo fatorial para diferenças entre grupos de medidas repetidas para diferenças entre frequências respiratórias). Se a significância geral (P& lt0.05) foi observado, então o teste de Sheffe foi usado para avaliar as diferenças entre os diferentes padrões de respiração.

Resultados

Efeitos da respiração lenta na pressão arterial

Em indivíduos hipertensos, a respiração lenta diminuiu significativamente as pressões sanguíneas sistólica e diastólica (de 149,7 ± 3,7 para 141,1 ± 4 mm Hg, P& lt0,05, e de 82,7 ± 3 a 77,8 ± 3,7 mm Hg, P& lt0,01, respectivamente Figura 1), sem alterações significativas no intervalo RR. Durante a respiração controlada a 15 / min, também encontramos uma diminuição significativa na pressão arterial sistólica (de 149,7 ± 3,7 para 142,8 ± 3,9 mm Hg, P& lt0,05 Figura 1) no entanto, a pressão arterial diastólica não mudou significativamente, e o intervalo RR mostrou um encurtamento significativo (P& lt0.05 Figura 1). Os controles mostraram as mesmas tendências para o intervalo RR, mas sem diferenças significativas.

Figura 1. Efeito da frequência respiratória no intervalo RR e na pressão arterial. *P& lt0,05, †P& lt0.01 e ‡P& lt0.001 vs respiração espontânea §P& lt0,05, ∥P& lt0.01 e ¶P& lt0.001 versus controles #P& lt0,05, **P& lt0.01 e ††P& lt0,001 vs 15 / min respiração controlada

Efeitos da respiração lenta na sensibilidade barorreflexa

Durante a respiração espontânea, a sensibilidade do barorreflexo estava deprimida nos hipertensos em comparação com os controles (P& lt0.001 Figura 2). No entanto, respirar a 6 respirações / min aumentou significativamente a sensibilidade do barorreflexo em hipertensos (de 5,8 ± 0,7 para 10,3 ± 2,0 ms / mm Hg P& lt0,01) e sujeitos de controle (de 10,9 ± 1,0 a 16,0 ± 1,5 ms / mm Hg P& lt0.001 Figura 2). Em pacientes hipertensos, a sensibilidade do barorreflexo aumentou para valores semelhantes aos dos controles durante a respiração espontânea. Portanto, a respiração lenta teve o efeito de normalizar agudamente a sensibilidade do barorreflexo nesses pacientes. Por outro lado, a respiração controlada a 15 / min induziu apenas alterações menores e não significativas na sensibilidade do barorreflexo (de 5,8 ± 0,7 a 5,4 ± 0,9 ms / mm Hg P= NS) em indivíduos hipertensos e em controles (de 10,9 ± 1,0 a 11,4 ± 1,0 ms / mm Hg P= NS).

Figura 2. Efeito da frequência respiratória na sensibilidade barorreflexa. Símbolos como na Figura 1.

Alterações respiratórias induzidas por hipertensão e respiração lenta

Sujeitos hipertensos mostraram uma taxa respiratória de repouso significativamente maior (14,55 ± 0,82 versus 11,76 ± 1,00 P& lt0,05) e um CO significativamente mais baixo2-et valores comparados com indivíduos de controle (Figura 3). Durante a respiração controlada a 6 / min, não houve mudanças significativas no CO2-et e em Vm. A falta de mudança na Vm, apesar da frequência respiratória mais baixa, foi atribuída a um aumento significativo na Vc em hipertensos e controles. A respiração controlada a 15 / min induziu uma diminuição acentuada no CO2-et, particularmente em indivíduos hipertensos, e um aumento relativo acentuado em Vm e Vt (Figura 3).

Figura 3. Efeito da frequência respiratória nas variáveis ​​respiratórias. Símbolos como na Figura 1.

Discussão

Principais Achados

Descobrimos que a respiração estimulada, e particularmente a respiração lenta a 6 ciclos / min, reduz a pressão arterial em pacientes hipertensos. A redução da pressão arterial durante a respiração lenta está associada a um aumento da sensibilidade do braço vagal do barorreflexo, indicando uma alteração no equilíbrio autonômico, relacionada a uma redução absoluta ou relativa da atividade simpática. Finalmente, os hipertensos mostraram sinais de hiperventilação espontânea, sugerindo que as anormalidades cardiovasculares e respiratórias poderiam estar ligadas por um padrão comum de excitação que pode ser, pelo menos em parte, modificado pela adoção de um padrão respiratório específico.

Efeito da respiração lenta na modulação cardiovascular

Existem muitas explicações possíveis para os presentes resultados. A respiração lenta a 6 ciclos / min tem o efeito de arrastar todas as flutuações do intervalo RR, fazendo com que elas se fundam na taxa de respiração e aumentem muito em amplitude. Esse aumento nas flutuações do intervalo RR (em relação às alterações da pressão arterial) tem o efeito de aumentar a eficiência do barorreflexo, 10,18 e, por sua vez, pode ter contribuído para a redução da pressão arterial. Além disso, a respiração lenta pode reduzir a atividade simpática ao aumentar os ritmos inibitórios centrais 19 e, consequentemente, também pode diminuir a pressão arterial enquanto aumenta o barorreflexo. Além disso, o aumento do Vc (decorrente da desaceleração da frequência respiratória) ativa o reflexo de Hering-Breuer, 9 que por sua vez reduz a sensibilidade quimiorreflexa e, portanto, pode aumentar o barorreflexo, com efeito adicional na redução da pressão arterial e da atividade simpática. 9–12,20 Qualquer que seja o mecanismo, é razoável supor que as mudanças na atividade simpática e na sensibilidade do barorreflexo estão inter-relacionadas. 20-22

O aumento da sensibilidade do barorreflexo depende da frequência respiratória lenta e não da regularização obtida pelo controle da respiração, pois a respiração controlada em frequência fixa e mais rápida (15 / min) não produziu tal efeito. No entanto, é intrigante notar que a respiração controlada a 15 / min diminuiu a pressão arterial, apesar de uma diminuição no intervalo RR e nenhuma alteração na sensibilidade do barorreflexo. Uma possível especulação é que o controle consciente da respiração em uma taxa mais rápida, pelo aumento acentuado de Vm, causou taquicardia induzida pelo simpático, enquanto, ao mesmo tempo, a estimulação induzida pela inspiração dos receptores de estiramento intratorácico pode ter contra-afetado o barorreflexo. 23 Alternativamente ou além disso, uma regularização do ritmo durante a respiração controlada pode ter ritmos inibitórios centrais controlados. 19

Interação entre o controle cardiovascular e respiratório

Juntando este e os estudos anteriores, 9–12,19 parece que a respiração lenta induz uma diminuição generalizada nas vias excitatórias que regulam os sistemas respiratório e cardiovascular. É importante considerar que os sistemas respiratório e cardiovascular compartilham mecanismos de controle semelhantes, portanto, alterações em um sistema modificarão o funcionamento do outro. 20,21 Por exemplo, na hipertensão essencial, a hiperatividade simpática foi encontrada associada a um aumento generalizado das vias excitatórias, levando não apenas à vasoconstrição simpática, mas também à ativação quimiorreflexa. 8,24 Portanto, pode-se esperar que uma modificação no controle respiratório afetaria também o controle do sistema cardiovascular. Como a respiração também está sob controle voluntário, é teoricamente possível induzir tais mudanças pela modificação voluntária da respiração. Por sua vez, essa prática pode induzir com o tempo efeitos cardiovasculares e respiratórios de longo prazo, em última análise, independentes do controle volitivo. Até que ponto isso é esperado?

We have shown previously that slow breathing reduces chemoreflex activation this was shown to occur almost immediately, even in untrained subjects, 9 thus suggesting a reflex origin, but also to persist in subjects with long-term training in slow breathing and even when breathing rate was forced to increase. 12 Furthermore, this was associated with a reduction of sympathetic activation and with an enhancement of the inhibitory pathways, such as the arterial baroreflex. 9,10

This demonstrated that slow breathing is indeed capable of inducing a modification in respiratory and cardiovascular control, and that appropriate training could induce a long-term effect. In subjects with chronic congestive heart failure, a condition known to induce sympathetic and chemoreflex activation, slow breathing induced a reduction in chemoreflexes and an increase in baroreflex. 10,25 We have also shown that in these patients, 1-month training in slow breathing could induce prolonged benefits, even in terms of exercise capacity. 25

Respiratory Modifications in Essential Hypertension

Our data showed that subjects with essential hypertension have a tendency to hyperventilate. Although absolute values of ventilation were not measured in the present study, the higher respiratory rate and the lower values of CO2-et clearly point to this conclusion. Our findings are also consistent with previous reports of an enhanced chemoreflex in essential hypertension. 8,20,24 This may have important consequences because it is well known that an enhanced chemoreflex can increase sympathetic activity and, in turn, increase blood pressure. 20,26,27 Therefore, manipulation of the breathing pattern bears a logical rationale because by using a voluntary stimulus on respiration, we can induce reflex changes on the cardiovascular system.

Our data show that slowing breathing rate does not induce hyperventilation because neither Vm nor CO2-et were changed despite the necessary increase in Vt. At the opposite, we found that subjects with long-term practice in slow breathing have higher CO2-et levels and lower Vm. 12 Previous studies show that individuals who regularly practice yogic breath control techniques that involve slow breathing, such as yoga 12 and Zazen meditation, tend to have slower baseline respiratory rate. 18 Because the CO2 is maintained within resting values, the slow breathing is well tolerated by the patients, and therefore it can be maintained for longer time with adequate training.

Study Limitations

In the present study, we did not find a decrease in heart rate during slow breathing (unlike in our previous study of patients with congestive heart failure 9 ). This could have been because of some difficulty in performing the test without any previous training. Data obtained in trained subjects indicate that slow breathing is also associated with a decrease in heart rate and a decrease in ventilation, together with an increase in CO2-et. This allows speculation that repetition of the tests after specific training would further enhance these positive effects.

Although we observed clear short-term effects of slow breathing, it remains to be assessed whether these changes persist after resuming normal respiration and whether longer-term practice will lead to stable modifications of blood pressure and of cardiovascular and respiratory control. Further studies are needed to assess the long-term effect on this practice in subjects with essential hypertension in terms of modifications in blood pressure and in terms of the possibility of correction of this respiratory control abnormality.

Conclusões

Several previous studies have reported the increase in sympathetic activity in essential hypertension 1–4 and underlined its relevance to etiology, 2 progression, and connection with cardiovascular risk. 2,5 Many pharmacological and nonpharmachological interventions effective in treating essential hypertension, such as β-blocking agents, angiotensin-converting enzyme, angiotensin inhibitors, and physical exercise, 4 tend to reduce sympathetic activity. We presented new data indicating that slow breathing acutely reduces blood pressure in hypertension and improves baroreflex sensitivity. We have also shown that hypertensive subjects have a tendency to hyperventilate and on the basis of our present findings, we suggest that correction of hyperventilation could improve not only cardiovascular but also respiratory control abnormalities.

Perspectives

Slow breathing showed the potential to be a simple and inexpensive method to improve autonomic balance and respiratory control and reduce blood pressure in hypertensive patients. However, the present study only reports acute modifications, and whether an acute effect of respiration on blood pressure and baroreflex sensitivity could be maintained chronically remains to be assessed. Further research is required to establish the long-term reliability of these short-term findings.


Screening and Prevention - Arrhythmia

If you or your child is at increased risk of arrhythmia, the doctor may want to do a screening to assess the risk of a life-threatening event. Sometimes screening is required to participate in competitive sports. If your child carries a genetic risk of arrhythmia, your child’s doctor may recommend regular screening to monitor your child’s heart or other family members’ health. The doctor may also ask about risk factors and may suggest genetic testing if your child, parent, or other family member has a known or suspected arrhythmia or other heart condition. Heart-healthy lifestyle changes and other precautions can help decrease the risk of triggering arrhythmia.

Your doctor may recommend screening tests based on your risk factors, such as age or family history.

  • Um electrocardiogram (EKG or ECG) is the main test for detecting arrhythmia. An EKG records the heart’s electrical activity. Your doctor may do the test while you are at rest or may do a Teste de stress, which records the heart’s activity when it is working hard. Your doctor may also give you a portable monitor to wear for a day or several days if no arrhythmia was detected during testing in the clinic. If you have a child who is at risk of arrhythmia because of a genetic condition, the doctor may recommend regular testing for your child and his or her siblings.
  • Genetic testing can help you understand your risk when a family member has been diagnosed with a genetic condition. Testing is especially important if your newborn or another close relative died suddenly and had a genetic risk. Your doctor may also suggest genetic testing if you have a history of fainting or have survived cardiac arrest or near drowning.
  • Imaging tests, such as cardiac magnetic resonance imaging (MRI), can help detect scarring or other problems that can increase your risk of arrhythmia.

Learn about prevention strategies that your doctor may recommend, including:

  • Avoiding triggers, such as caffeine or stimulant medicines, that can cause arrhythmias or make them worse. Your doctor can also help if you are trying to avoid illegal drugs.
  • Getting an implantable or wearable cardioverter defibrillator to prevent sudden cardiac arrest from arrhythmia if you have heart disease. Defibrillators can correct arrhythmias by sending an electric shock to the heart.
  • Making heart-healthy lifestyle changes, such as heart-healthy eating, being physically active, aiming for a healthy weight, quitting smoking, and managing stress
  • Monitoring you after surgery, if you are having heart surgery. The surgical team may also use medicine and maintain or supplement electrolyte levels during or after the procedure to prevent arrhythmia.

If you are the parents of a child with an inherited condition that increases the risk of arrhythmia, discuss prevention strategies with your pediatrician as part of your child’s care.

  • If your child is a newborn, follow safe sleep recommendations to help reduce the risk of sudden infant death syndrome (SIDS).
  • Your doctor may recommend routine assessments of your child’s heart activity to detect patterns or symptoms of arrhythmia that emerge over time.
    will explain tests and procedures that your doctor may use to diagnose types of arrhythmia. will discuss what your doctor may recommend to prevent your arrhythmia from recurring, getting worse, or causing complications. will discuss how we are using current research and advancing research to prevent arrhythmia. will explain our open and enrolling clinical studies that are investigating prevention strategies for arrhythmia.

Genetics of Pulmonary Disease and Susceptibility to Tobacco Smoke

㬑-Antitrypsin Deficiency

Genetic Etiology

AAT deficiency is a long-established genetic risk factor for COPD and a model for the determination of susceptibility to cigarette smoking by causing COPD through a genetic mutation. However, only a minority of patients with COPD (1 to 2 percent) inherit the severe AAT deficiency that places them at highly increased risk of COPD (Lieberman et al. 1986). Consequently, only a small proportion of COPD cases are thought to be attributable to this gene-environment interaction (Lieberman et al. 1986).

The AAT protein is encoded by the SERPINA1 gene on chromosome 14q32.1. Approximately 100 protease inhibitor (PI) alleles have been identified, some resulting in decreased serum levels of AAT (American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2003). o *M allele accounts for more than 95 percent of the PI alleles in U.S. populations and is associated with normal serum levels of AAT (Brantly et al. 1988). o *S allele, which leads to mildly reduced AAT levels, and the *Z allele, which leads to severely reduced AAT levels, occur at frequencies above 1 percent in U.S. populations. A smaller percentage of people inherit *NULO alleles, which lead to the absence of any AAT production through a heterogeneous set of mutational mechanisms. Persons with two *Z alleles or one *Z e um *NULL allele are commonly referred to as having the PI *Z phenotype, because their serum samples cannot be distinguished by the isoelectric focusing technique commonly used to assess PI type (Ogushi et al. 1987). Pessoas com PI *Z alleles have approximately 15 percent of normal serum AAT levels, and this quantitative reduction in circulating AAT is the primary determinant of increased risk for emphysema. In addition, molecule by molecule, the Z protein is a slightly less effective serine PI than is the M protein.

Immunologic assay of the AAT level in serum is a common test for AAT deficiency, but confirmation of the diagnosis of AAT deficiency requires determination of PI type, which is typically performed by isoelectric focusing of serum in specialized laboratories. Molecular genotyping by polymerase chain reaction can distinguish the common PI alleles (*M, *S, e *Z) with use of DNA from a variety of cellular sources (von Ahsen et al. 2000 Stockley and Campbell 2001). However, high-throughput complete sequencing tests for rare PI alleles are not yet widely available, so rare alleles that produce severe AAT deficiency (e.g., *NULL alleles) can be misclassified as normal if comprehensive molecular tests are not used.

AAT is one of the serpin protease inhibitors (ser-pins), an important family of PIs. The association between inherited AAT deficiency and pulmonary emphysema was critical for the development of the protease-antiprotease hypothesis on the pathogenesis of emphysema (Janoff 1985 Niewoehner 1988 Churg and Wright 2005). AAT is the major serum PI of neutrophil elastase, which is encoded by the ELA2 gene. Neutrophil elastase is a potent elastase considered to be involved in the elastin degradation that leads to emphysema (Travis and Salvesen 1983). Although AAT demonstrates some inhibitory activity against a range of proteases, it is an extremely effective inhibitor of neutrophil elastase (Beatty et al. 1980). The functional specificity of AAT is determined by a methio-nine at amino acid position 358 of the AAT protein, which is the PI residue at the active inhibitory site (Mahadeva and Lomas 1998). o *Z allele encodes a single base substitution that replaces glutamic acid at amino acid position 342 in the M protein with lysine, thus eliminating a critical salt bridge in the AAT protein. The low serum AAT levels in PI *Z alleles occur because the Z protein polymerizes within the endoplasmic reticulum of hepatocytes, the primary site of AAT synthesis, preventing release of the protein.

The prevalence of AAT deficiency is particularly high in populations of Northern European descent. Molecular haplotype analysis of polymorphic loci adjacent to the AAT *Z allele suggests a single mutational origin for the majority of *Z alleles in modern populations, an ancestral mutation that likely occurred in Northern Europe (Byth et al. 1994). Hutchison (1998), who reviewed the European screening studies for AAT deficiency, found that the highest frequencies of the *Z allele were in northwestern Europe. Although screening studies have typically found low frequencies of the *Z allele in populations of African and Asian descent (Kellermann and Walter 1970), the review of the worldwide screening literature in control cohorts, prepared by de Serres (2002), suggested that there could be significant numbers of PI *Z carriers in almost every region of the world. These estimates were based on calculations assuming Hardy-Weinberg equilibrium and accurate AAT typing in these control populations, but it remains to be determined how significantly these estimates were affected by PI typing errors, new mutations, or migration from populations in Northern Europe.

História Natural

Although increased risk for the development of COPD among persons with the PI *Z allele has been well established, the magnitude of this risk and the natural history of the entire population with the PI *Z allele remain unclear. This population in the United States is estimated at 80,000 to 100,000. Among persons known to have the PI *Z allele, early-onset COPD is often observed clinically. Classic emphysema with the greatest severity in the lower lobes has been described among adults with the PI *Z allele and COPD, but diffuse or upper lobe emphysema can also be observed in this population (Parr et al. 2004).

Several early studies of large numbers of persons with the PI *Z allele demonstrated that PI *Z-type persons who smoked cigarettes tended to develop more severe COPD at an earlier age than did PI *Z-type persons who were nonsmokers (Larsson 1978 Tobin et al. 1983 Janus et al. 1985). More recently, Seersholm and colleagues (1994) demonstrated significantly higher mortality rates in smokers with PI *Z than in nonsmokers with PI *Z. Silverman and colleagues (1992) demonstrated an interaction between PI type and cigarette smoking, by comparing the patterns of phenotypic expression in smokers by the percentage with specific predicted FEV1 values and the patterns in participants with the PI *M, PI *M/*Z, ou PI *Z allele, in the St. Louis Alpha-1-Antitrypsin Study.

The St. Louis Alpha-1-Antitrypsin Study also demonstrated the importance of ascertainment bias in limiting insight into the natural history of AAT deficiency. If most persons with the PI *Z allele are identified because they already have COPD, it would appear that most persons with this genotype will develop COPD. Among 52 persons with this allele, Silverman and colleagues (1989) confirmed the expected result that persons with the PI *Z allele who were tested for AAT deficiency because they already had COPD (index persons) all had significantly reduced FEV1 valores. However, marked variability in development of airflow obstruction was demonstrated in nonindex persons with the PI *Z allele whose genotype was ascertained, not because of existing COPD, but by genotyping in family studies or because they had liver disease. In Denmark, Seersholm and colleagues (1995) confirmed differences between lung function in index and nonindex persons with the PI *Z allele that were independent of age and smoking history.

o PI *Z type is a major risk factor for COPD, and cigarette smoking increases the risk for COPD in persons with the PI *Z allele (Silverman et al. 1989). Even so, some smokers with PI *Z maintain normal pulmonary function into older ages, whereas some nonsmokers with PI *Z develop COPD at an early age (Black and Kueppers 1978). For example, among 18 lifetime nonsmokers with the PI *Z allele, the investigators found significant variability in lung function and respiratory symptoms, despite the absence of a history of smoking or other significant environmental exposures.

In a study of 205 nonsmokers with the PI *Z allele in Sweden, Piitulainen and colleagues (1998) observed that using a kerosene heater and working in agriculture were associated with lower lung function. Among 128 persons with PI *Z, Mayer and associates (2000) found that high exposure to mineral dust was associated with increased cough symptoms and reduced FEV1.

Because less than 10 percent of the estimated total of persons with the PI *Z genotype in the United States have been identified (American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2003), the natural history of COPD in persons with the PI *Z allele remains uncertain. In addition to cigarette smoking, other environmental factors and genetic modifiers likely influence the development of COPD among persons with PI *Z. Largely in response to the underdiagnosis of persons with PI *Z, the American Thoracic Society and European Respiratory Society Task Force (American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2003) recommended testing for AAT deficiency in all adults with COPD, emphysema, or asthma with chronic airflow obstruction.

Familial Aggregation of Phenotypes Related to Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Pulmonary Function in the General Population

Several types of studies have suggested that genetic factors influence variation in spirometric measurements in the general population. Studies of twins who were not selected for lung disease have found greater correlations in the measure of lung function between monozygotic twins, who share all of their genetic variation, than between dizygotic twins, who share approximately one-half of their genetic variation. Comparison of correlations between monozygotic and dizygotic twins allows for estimating the heritability of lung function, the percentage of total phenotypic variation in lung function that is related to genetic factors. For example, in a study of 127 monozygotic and 141 dizygotic twin pairs by the National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), the estimated heritability for FEV1 values, after adjustment for age, height, weight, and smoking was 74 percent (Hubert et al. 1982). Redline and colleagues (1987) also observed significantly higher correlations for FEV1 between monozygotic twins than between dizygotic twins. Tishler and associates (2002) studied 352 adult twin pairs and found evidence suggesting a relationship between history of cigarette smoking and unidentified potential susceptibility genes.

Studies in nuclear families have also supported a role for genetic determinants of pulmonary function in the general population both path analysis and variance component analysis have been used. Lewitter and colleagues (1984), who used path analysis in a study of 404 nuclear families, estimated that 41 to 47 percent of variation in FEV1 values was related to genetic factors. Using variance component analysis in a study of 439 persons from 108 families, Astemborski and associates (1985) estimated that after adjustment for age, gender, race, and smoking history, 28 percent of the variation in FEV1 and 24 percent of the variation in FEV1/FVC were related to genetic determinants. More recently, Palmer and colleagues (2001) performed variance component modeling of spirometric phenotypes in the Busselton Health Study and estimated the heritability of FEV1 as 39 percent. Although these studies in the general population provide compelling evidence that genetic factors influence variation in level of pulmonary function, they do not necessarily provide insight into the role of genetic factors in the development of COPD.

Airflow Obstruction

Studies assessing the role of familial aggregation of phenotypes in the occurrence of airflow obstruction in relatives of patients with COPD have supported a role for genetic factors in the development of COPD. In an early study, Larson and colleagues (1970) reported higher rates of airflow obstruction in first-degree relatives of COPD patients than in the control group. Later, Kueppers and associates (1977), who studied 114 persons with COPD, compared the spirometric values in siblings with those in a matched control group and found that the siblings had significantly lower FEV1 values after adjustment for smoking history.

In the Boston Early-Onset COPD Study, Silverman and colleagues (1998) focused on persons with severe, early-onset COPD without AAT deficiency. Among non-smokers who were first-degree relatives of these probands with early-onset COPD, FEV1 e FEV1/FVC values were similar to those in nonsmokers in the control group. Using generalized estimating equations to adjust for age and pack-years of smoking, the investigators found, however, that current or former smokers among first-degree relatives of the probands with early-onset COPD had significantly higher risk for reduced FEV1 values than did smokers in the control group. In Great Britain, McCloskey and associates (2001) compared the rates of airflow obstruction in 173 siblings of probands who had severe COPD with those for a population-based control cohort. As was found in the Boston Early-Onset COPD Study, nonsmokers who were siblings of COPD patients had risk of airflow obstruction similar to that for nonsmokers in the control group. In contrast, current or former smokers who were siblings of probands with COPD had a significantly higher risk of airflow obstruction than did smokers from the general population. The significant familial aggregation of phenotypes for airflow obstruction in COPD families, which persists after adjustment for intensity of cigarette smoking, strongly suggests genetic influences on susceptibility to developing chronic airflow obstruction.

Bronquite crônica

Familial aggregation of chronic cough and production of phlegm (chronic bronchitis) has also been demonstrated. In a sample of 9,226 persons from the general population, Higgins and Keller (1975) found significantly higher rates of chronic bronchitis in offspring when at least one parent had chronic bronchitis than if neither parent had the disorder, but there was no adjustment for cigarette smoking. Speizer and colleagues (1976), using National Health Interview Survey data and adjusting for cigarette smoking, demonstrated significantly higher rates of bronchitis or emphysema among offspring when at least one parent had bronchitis or emphysema. Tager and associates (1978) also adjusted for history of cigarette smoking in their analysis and found that rates of chronic bronchitis or airflow obstruction in first-degree relatives of probands with chronic bronchitis or airflow obstruction were significantly higher than those in first-degree relatives of the control group. Finally, in the Boston Early- Onset COPD Study, Silverman and colleagues (1998) found significantly higher risk of chronic bronchitis among smokers who were first-degree relatives of probands with early-onset COPD than among control smokers. This analysis was adjusted for the intensity of cigarette smoking.

Linkage Analysis of Phenotypes Related to Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Several studies of genetic linkage across the human genome were perfomed in families from the general population who were not selected because of the presence of particular respiratory disease (Table 7.8). The purpose was to examine the relationship between spirometric values and genetic determinants of pulmonary function. These genetic determinants may predispose family members to COPD, or they may only contribute to variation in pulmonary function within the normal range. Joost and colleagues (2002) analyzed linkage to quantitative spirometric measurements made before use of a bronchodilator in 1,578 persons from 330 pedigrees in the Framingham Heart Study. The largest linkage signal, which did not reach the criteria for genomewide significance, was on chromosome 6q for prebronchodilator FEV1. The score of the logarithm of the odds (LOD) ratio, or likelihood ratio, was 2.4. In a subset of this study population, flanking short tandem repeat (STR) markers were genotyped to increase the information available for link-age analysis, and significant linkage of FEV1 to chromosome 6q was identified with a maximum LOD score of 5.0 (Wilk et al. 2003b).

Table 7.8

Genomewide linkage analysis studies in general-population samples and in families with chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

Wilk and colleagues (2003a) performed genome-wide linkage analysis with prebronchodilator spirometric phenotypes in 2,178 participants in the NHLBI Family Heart Study, a population that partially overlapped that with the pedigrees from the Framingham Heart Study used by Joost and colleagues (2002). Even so, the linkage results differed substantially from those in the Framing-ham Heart Study. The most impressive signals suggested linkage of FEV1 to chromosome 3q and FEV1/FVC to chromosome 4p.

Finally, Malhotra and associates (2003) performed genomewide linkage analysis of quantitative prebronchodilator spirometric measurements in extended pedigrees. The findings suggested linkage of FEV1/FVC values to chromosome 2q and to chromosome 5q but no linkage for either FEV1 or FVC.

Chronic Obstructive Pulmonary Disease in Families

The Boston Early-Onset COPD Study includes extended pedigrees obtained through persons with severe early-onset COPD but without AAT deficiency. Genome-wide linkage analysis has been performed with 585 members of 72 pedigrees involving early-onset COPD (Table 7.8). Initially, qualitative phenotypes of airflow obstruction and chronic bronchitis were analyzed, and no statistically significant or even suggestive regions of linkage were identified (Silverman et al. 2002a). Although limiting the sample to smokers only and genotyping of flanking STR markers identified several linkage regions of potential interest, linkage analysis of quantitative spirometric phenotypes provided more compelling evidence for linkage, especially with use of postbronchodilator spirometric values (Silverman et al. 2002b Palmer et al. 2003). Findings suggested linkage of the postbronchodilator values of FEV1 to chromosomes 8p (LOD = 3.30) and 1p (LOD = 2.24). Postbronchodilator FEV1/FVC was also linked to multiple regions, most significantly to markers on chromosomes 2q (LOD = 4.42) and 1p (LOD = 2.52).

Genotyping additional STR markers and repeating linkage analysis of quantitative spirometric phenotypes provided stable-to-increased evidence for linkage on chromosomes 2q, 12p, and 19q (Celedón et al. 2004 DeMeo et al. 2004). Stratified linkage analysis of samples only from smokers also provided stable-to-increased evidence for linkage to these genomic regions. Findings suggested that genetic determinants in those regions confer increased risk for COPD because of a relationship between history of cigarette smoking and unidentified potential susceptibility genes.

Overall, the linkage results of quantitative spirometric measurements in the persons with pedigrees from the Boston Early-Onset COPD Study (Hersh et al. 2005) and samples from the general population have demonstrated only modest concordance. The most impressive linkage signals in the study have been obtained with postbroncho-dilator spirometric measures, which have not been used in the linkage studies of the general population. The Boston Early-Onset COPD Study demonstrated linkage of FEV1/FVC to chromosome 2q. The suggestive linkages of FEV1/FVC to chromosome 1p in the NHLBI Family Heart Study and the Boston Early-Onset COPD Study indicate a region that may influence spirometric measurements in both the general population and persons with COPD. One explanation for inconsistent linkage results in studies of COPD families and studies of pedigrees in the general population is that different genetic determinants could influence normal variation in spirometry and COPD. In addition, the lack of concordance among results from linkage studies in the general population could relate to genetic heterogeneity among study populations, false-positive evidence for linkage in some regions, or inadequate power of the study to replicate linkage signals.

Genetic Association with Chronic Obstructive Pulmonary Disease

A large number of studies to determine associations have assessed genetic variants in candidate genes hypothesized to be involved in the development of COPD. These were primarily case-control studies of patients with COPD and control groups. Candidate gene loci significantly associated with COPD in at least two studies are listed in Table 7.9. Em adição ao PI *M/*Z genotype of AAT, which has been variably associated with COPD (Hersh et al. 2004), replicated associations have been demonstrated for genes of 㬑-antichymotrypsin (SERPINA3) (Poller et al. 1993 Sandford et al. 1998 Benetazzo et al. 1999 Ishii et al. 2000a), GSTM1 (GSTM1) (Baranova et al. 1997 Harrison et al. 1997 Yim et al. 2000 He et al. 2004), GSTP1 (GSTP1) (Ishii et al. 1999 Yim et al. 2002 He et al. 2004), vitamin D binding protein (GC) (Kauffmann et al. 1983 Horne et al. 1990 Schellenberg et al. 1998 Ishii et al. 2001 Sandford et al. 2001 Kasuga et al. 2003 Ito et al. 2004b), TGF㬡 (TGF㬡) (Celedón et al. 2004 Wu et al. 2004), TNF (TNF) (Huang et al. 1997 Higham et al. 2000 Ishii et al. 2000b Patuzzo et al. 2000 Sakao et al. 2001 Sandford et al. 2001 Küçükaycan et al. 2002 Ferrarotti et al. 2003), surfactant protein B (SFTPB) (Guo et al. 2001 Seifart et al. 2002 Hersh et al. 2005), and microsomal epoxide hydrolase (EPHX1) (Smith and Harrison 1997 Takeyabu et al. 2000 Yim et al. 2000 Yoshikawa et al. 2000 Sandford et al. 2001). Although at least two studies support an association of a genetic variant with COPD in these candidate genes, every case also has at least one negative study.

Table 7.9

Replicated candidate gene associations in chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

Several factors could contribute to the inconsistent results from case-control studies of genetic association with COPD. Genetic heterogeneity in different populations could contribute to difficulty in replicating associations between studies, and false-positive or false-negative results could contribute to inconsistent replication. A potentially important factor is that case-control studies of association are susceptible to supporting associations based only on population stratification that is, they reflect differences between populations rather than true associations (Freedman et al. 2004). Population stratification can result from incomplete matching between cases and controls, which might include failure to account for differences in ethnicity and geographic origin that may affect the results. In addition, most published studies on genetic associations of COPD have not focused on genomic regions linked to COPD-related phenotypes, regions in which association studies may be more fruitful.

As of 2008, only one study, a linkage analysis of family-based genetic association for COPD, has been reported (Celedón et al. 2004). The design of the study is typically not vulnerable to effects of population stratification. The study focused on genetic variants in TGF㬡, a gene that is located within the region of linkage to FEV1 on chromosome 19q in the Boston Early-On-set COPD Study and that was associated with COPD in another case-control study of genetic association (Wu et al. 2004). Cinco TGF㬡 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped in families in the Boston Early-Onset COPD Study. Family-based association analysis showed that one SNP in the promoter region of TGF㬡 (RS2241712) and two SNPs in the 3′ untranslated region of TGF㬡 (RS2241718 e RS6957) were significantly associated with FEV1 (p π.05). Among 304 case patients with severe COPD from the National Emphysema Treatment Trial and 441 smokers in the control group from the Normative Aging Study, two SNPs in the promoter region of TGF㬡 (RS2241712 e RS1800469) and one SNP in exon 1 of TGF㬡 (RS1982073) were significantly associated with COPD (p 𢙀.02) (Celedón et al. 2004). Additional research to replicate the genetic associations in TGF㬡 and identify the functional variants in or near TGF㬡 É necessário.

A variety of candidate genes have been examined in genetic association studies focused on COPD, but no genetic loci other than the SERPINA1 gene for severe AAT deficiency proved to be significant risk factors for COPD.

Mouse Models of Genetics for Chronic Obstructive Pulmonary Disease

Although rodent models have provided important insights into the potential biochemical mechanisms of COPD, there has been no publication of research using quantitive trait locus mapping to identify susceptibility loci through experimental crosses of relatively susceptible and relatively nonsus-ceptible strains. Significant differences between murine strains in susceptibility to the development of smoking-induced COPD have been demonstrated (Guerassimov et al. 2004), and use of these strain-specific differences to perform quantitative trait locus mapping may provide unique opportunities to uncover genetic determinants of COPD (Shapiro et al. 2004).

Resumo

Severe AAT deficiency is a proven genetic risk factor for COPD. Although considerable insight into the pathogenesis of COPD has been provided by studies of AAT deficiency, fundamental questions about the natural history of this deficiency remain unanswered.

Only a small percentage of patients with COPD inherit severe AAT deficiency, and additional genetic factors likely influence the development of the disorder. Further efforts in linkage analysis, association studies, and research on animal models may lead to identification of such factors. To achieve a complete understanding of COPD pathophysiology, characterization of the interactions among genetic determinants, cigarette smoking, and possibly other environmental factors is required. Identification of genetic factors influencing the development of COPD unrelated to AAT deficiency could elucidate the biochemical mechanisms causing COPD, allow identification of more susceptible persons, and lead to new therapeutic interventions as pathways of injury are better characterized.


Causes of breathlessness

Short-term/recent (acute) breathlessness
This may be caused by:

    - you may sound wheezy and breathless. May be triggered by a cold (viral infection) or allergy (for example, hay fever). - a severe chest infection in which you become more breathless. You feel ill, have a high temperature (fever) and cough with greenish phlegm (sputum). - a long-term lung condition causing breathlessness and cough. The airways become inflamed and narrowed. It may become suddenly worse as a result of a chest infection.
  • Heart disease - for example, heart failure where the heart doesn't pump properly. Because the heart pumps inefficiently in heart failure, there is a build-up of pressure in blood vessels which feed into the heart (veins). This increased pressure makes fluid build up in the body's tissues. Because of gravity, the extra fluid shows up as ankle swelling. - a clot in the lung. Usually due to a blood clot in the leg, which causes a painful, swollen calf. The clot develops after being immobile for a long time (for example, after a long-haul flight) and travels in the bloodstream to the lungs. - can cause breathlessness, feelings of panic, rapid heartbeat (palpitations) and sweating.
  • Some medicines may cause breathlessness, especially if you already have a condition that causes breathlessness. For example, taking a beta-blocker (such as propranolol) or aspirin may cause breathlessness if you have asthma.
  • Other causes - including pain, and anaemia - can cause breathlessness.

Long-term (chronic) breathlessness
You will have been breathless for some time and it may be becoming steadily worse. Common causes include:

    and lack of fitness.
  • Asthma - which is not well controlled.
  • COPD - lung disease usually due to smoking.
  • Heart failure - gradual onset of breathlessness and swollen ankles - worse on lying down. It affects elderly people usually. It is due to the heart pumping inefficiently.
  • Heart rhythm problems - for example, an irregular heartbeat (atrial fibrillation) may make the heart work less well so oxygen isn't pumped around the body properly. This means you have to breathe rapidly to get more oxygen into your lungs. The rapid breathing makes you feel breathless. - not enough haemoglobin in the blood to carry oxygen to cells. This causes tiredness and breathlessness. The most common cause in the UK is heavy menstrual periods. Bleeding into the gut is a common cause in older people.

EEG recordings showing all three stages of typical NREM sleep.

In healthy adults, sleep typically begins with NREM sleep. The pattern of clear rhythmic alpha activity associated with wakefulness gives way to N1, the first stage of sleep, which is defined by a low-voltage, mixed-frequency pattern. The transition from wakefulness to N1 occurs seconds to minutes after the start of the slow eye movements seen when a person first begins to nod off. This first period of N1 typically lasts just one to seven minutes. The second stage, or N2, which is signaled by sleep spindles and/or K complexes in the EEG recording, comes next and generally lasts 10 to 25 minutes. As N2 sleep progresses, there is a gradual appearance of the high-voltage, slow-wave activity characteristic of N3, the third stage of NREM sleep. This stage, which generally lasts 20 to 40 minutes, is referred to as "slow-wave," "delta," or "deep" sleep. As NREM sleep progresses, the brain becomes less responsive to external stimuli, and it becomes increasingly difficult to awaken an individual from sleep.


Termos e Conceitos

To do this project, you should do research that enables you to understand the following terms and concepts:

  • Spins and turns
  • Inner ear
  • Vestibular system
  • Semicircular canals
  • Vestibular nystagmus
  • Angular momentum
  • Acceleration
  • Inércia
  • Describe the structures of the vestibular system of the inner ear.
  • What is the function of the semicircular canals? Describe how they generate signals to the brain.
  • Describe how spinning affects the semicircular canals.
  • Explain what causes us to feel dizzy from spinning. What can you do to make yourself feel less dizzy?
  • How do the concepts of inertia and angular momentum apply to the sensations from the vestibular system?
  • How can the semicircular canals "fool" us into thinking we are still moving when we are still, or not moving when we are?


Assista o vídeo: Benefícios da respiração profunda. E exercícios de respiração (Agosto 2022).