Limitation of exercise capacity in nucleoside‐treated HIV‐infected patients with hyperlactataemia

Abstract

Inhibition of DNA polymerase g by nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTIs) can cause mitochondrial dysfunction and cellular toxicity. Hyperlactataemia, which is a consequence of a shift in the metabolism of pyruvate, is an indicator of nucleoside-related mitochondrial toxicity. MethodsWe evaluated exercise and oxidative capacities as well as circulatory and ventilatory responses to exercise in 24 HIV-infected patients on NRTIs presenting hyperlactataemia [mean (AE standard deviation) fasted lactate 5 3.5 AE 1.1 mmol/L]; 27 NRTI-treated patients with normal baseline lactate concentrations were used as controls (mean fasted lactate 5 1.6 AE 0.3 mmol/L). ResultsIn the patients with hyperlactataemia, the average peak work capacity (1.7 AE 0.6 W/kg) and peak oxygen consumption (VO 2 ) (21 AE 4 mL/kg/min) were significantly lower (Po0.01) than in control subjects (work, 2.1 AE 0.4 W/kg; VO 2 , 25 AE 4 mL/kg/min). The capacity to increase oxygen extraction during exercise was significantly diminished in the hyperlactataemia group, as shown by a low peak systemic arteriovenous oxygen difference (a-vO 2 ) difference compared with controls (11 AE 3 vs 14 AE 3 mL/dL; P 5 0.008), and as indicated by a linear correlation between VO 2 and systemic a-vO 2 difference (r 2 5 0.76). During exercise, the increases in cardiac output relative to VO 2 (mean D cardiac output (Q)/DVO 2 5 8 AE 3.6) and ventilation (mean D ventilation (VE)/DVO 2 5 48.6 AE 13.2) were significantly higher in hyperlactataemia patients compared with controls (mean cardiac output D(Q)/DVO 2 5 6 AE 2; mean DVE/DVO 2 5 42 AE 12.7; P 5 0.03). ConclusionsThe degree of exercise limitation in patients with nucleoside-related mitochondrial toxicity correlates directly with the severity of impaired muscle oxidative phosphorylation, as indicated by the capacity for muscle oxygen extraction. Exaggerated circulatory and ventilatory responses to exercise are direct consequences of the level of impaired muscle oxidative phosphorylation.

Ambulatory Function in Men with and without HIV Infection: Association with Cardiorespiratory Fitness

“…Oxygen utilization at peak exercise (VO2peak) is a gold standard for aerobic exercise capacity and is significantly impaired in HIV-infected adults [15], which is associated with increased age [13], hypertension [16], hyperlactatemia [17], and low CD4 cell count [18]. However, cardiorespiratory testing requires expensive equipment and specially trained staff.…”

Parâmetros bioquímicos e cinética de lactato sanguíneo de sujeitos HIV+ submetidos ao treinamento físico combinado

“…Outra possível hipótese para esses achados está relacionada à disfunção mitocondrial induzida pela HAART, uma vez que a mesma está diretamente relacionada aos distúrbios do metabolismo energético (vias aeróbia e anaeróbia) tanto à nível mitocondrial como citoplasmático, contribuindo para a uma signifi cativa limitação nos ganhos cardiorrespiratórios dessa população 3,16,50 . Apesar de nossos achados não apresentarem um aumento exponencial na variável aptidão cardiorrespiratória, pode-se observar a melhora em relação ao pré-treino e manutenção após as oito semanas de treinamento; tais achados são importantes devido ao fato de as complicações associadas à infecção pelo HIV, assim como ao uso prolongado da HAART, diminuírem a tolerância ao esforço físico que pode limitar o desempenho nas atividades da vida diária.…”

“…Em nosso estudo, observamos a ocorrência da hiperlactacidemia de repouso nos três períodos avaliados (M0, M8 e M16); nossos achados corroboram outros estudos [16][17]50 . No estudo de Duong et al 50 , além do diagnóstico de hiperlactacidemia, os sujeitos apresentavam redução signifi cativa na capacidade de trabalho quando comparadas às pessoas HIV+ não hiperlactacidêmicas.…”

“…Em nosso estudo, observamos a ocorrência da hiperlactacidemia de repouso nos três períodos avaliados (M0, M8 e M16); nossos achados corroboram outros estudos [16][17]50 . No estudo de Duong et al 50 , além do diagnóstico de hiperlactacidemia, os sujeitos apresentavam redução signifi cativa na capacidade de trabalho quando comparadas às pessoas HIV+ não hiperlactacidêmicas. Infelizmente, em nosso trabalho não foi possível realizar essa comparação, devido ao número reduzido de participantes (embora essa seja uma limitação clássica de estudos com pessoas vivendo com HIV/ AIDS 36,50 ) e, por essa razão, sempre corremos o risco de perda amostral durante o período experimental.…”

“…A inibição da enzima DNA polimerase  altera a replicação do DNA mitocondrial (DNAmt), sendo este um codifi cador de subunidades de um complexo de enzimas da cadeia respiratória [15][16][17][18]50 . Em nosso estudo, além de efetuarmos as análises de forma aguda e em repouso, nós as efetuamos cronicamente (M0, M8 e M16) e imediatamente após (fi nal, 15, 30, 45, 60 e 120 min após o fi nal das sessões) a realização de sessões simuladas de exercícios (resistido e aeróbio).…”