Hipóxia intermitente na doença de Parkinson: efeito agudo na locomoção, na qualidade do sono e nos biomarcadores sanguíneos - Faria, Murilo Henrique [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
Parkinson's disease (PD) is characterized by motor dysfunctions, such as gait, and non-motor dysfunctions, such as sleep and metabolism, which impact quality of life. Therefore, determining procedures that optimize PD treatment is essential to mitigate the effects of these dysfunctions and disease progression. Intermittent normobaric hypoxia (IH), despite little research in PD, has gained prominence in recent years. This intervention has shown positive effects on iron homeostasis and mitochondrial function, which are essential for neural survival, and may be a promising strategy for improving gait, sleep, and metabolism in people with PD. However, it requires further experimental testing. Therefore, the objective of this research project is to investigate the acute adaptations caused by IH in gait, sleep quality, and blood biomarkers in people with PD. To answer the dissertation questions, three studies were developed. Study 1 analysed the body of knowledge on the responses elicited by exposure to hypoxia in people with PD. We used PRISMA for scoping reviews, and articles were searched in the following databases: PubMed/NCBI, Web of Science, and Scopus (descriptors: Parkinson's and hypoxia, mountain, or altitude). The studies that investigated the acute effects demonstrated that people with PD exhibited normobaric hypoxia with lower ventilatory responses, perception of dyspnea, and sympathetic activation. Cumulative effects of hypobaric hypoxia (living high; 7 days; altitude not reported) induced a positive effect on motor symptoms (hypokinesia) and perceptions of people with PD (quality of life and living with the disease). Normobaric hypoxia (isocapnic rebreathe, 14 days, three times/day for 5–7 min at 8–10% O2) improved the ventilatory response in hypoxia. Therefore, despite the safety of both protocols (normobaric hypoxia and hypobaric hypoxia) for mild and moderate disease, the urrent literature lacks randomized controlled trials and better dose characterization.. In study 2, 15 individuals with PD and 15 neurologically healthy individuals were enrolled. Both performed two oxygen availability conditions: HI - alternating oxygen concentration: 6 min in hypoxia and 5 min in normoxia; and normoxia - there was no change in oxygen concentration (total of 39 min in both conditions). Sleep quality (through graphical recording and questionnaires) and blood biomarkers (BDNF, IL-6, and iron concentrations) were assessed before, immediately after, and 24 h after the conditions. The results revealed that, despite the hypoxia protocol simulating low oxygen concentration conditions, significantly reducing SpO2 (5-20%) and administering almost five times the hypoxia dose of the normoxia protocol, the effects on blood biomarkers were minimal in people with PD. Therefore, despite the minimal impacts, we conclude that IH is safe, tolerable, and effective in simulating hypoxia in people with PD. The long-term effects of IH need to be investigated in future studies. In study 3, we investigated the acute effects of intermittent hypoxia on gait in individuals with PD. Fifteen people with PD participated. The hypoxia and normoxia protocol used in study 2 was applied in study 3. Gait (spatiotemporal and muscular parameters) was assessed under two conditions (preferred and maximum speed) before, immediately after, and 24 h after each protocol. No immediate changes in muscle activity or spatiotemporal parameters were observed (p>0.05). After 24 h, HI affected gait speed variability (p=0.04),but did not affect other parameters (p>0.05). Despite the lack of changes in other variables, HI proved to be safe, tolerable, and promising, supporting investigations into its long-term effects in PD.

A doença de Parkinson (DP) é caracterizada por disfunções motoras, como a marcha, enãomotoras, como o sono e metabolismo, que impactam a qualidade de vida. Destaforma,determinar intervenções que otimizem o tratamento da DP é essencial para amenizarosefeitos destas disfunções e a progressão da doença. A hipóxia normobárica intermitente(HI),apesar de pouco estudada na DP, tem ganhado visibilidade nos últimos anos. Esta intervençãotem revelado efeitos positivos na homeostase do ferro e função mitocondrial, as quaissãoessenciais para a sobrevivência neural, podendo ser uma estratégia promissora para melhorara marcha, o sono e o metabolismo de pessoas com DP. Entretanto, ela necessita de maistestesexperimentais. Sendo assim, o objetivo deste projeto de pesquisa é investigar as adaptaçõesagudas induzidas pela HI na marcha, na qualidade do sono e nos biomarcadores sanguíneosem pessoas com DP. Para responder aos questionamentos da dissertação, três estudos foramdesenvolvidos. O estudo 1, analisou o corpo de conhecimento sobre as respostas induzidaspela exposição a hipóxia em pessoas com DP. Utilizamos o PRISMA para revisões deescopo,os artigos foram pesquisados nas seguintes bases de dados: PubMed/NCBI, Web of Science, eScopus (descritores: Parkinson e hypoxia, mountain ou altitude). Os estudos que investigaramos efeitos agudos demonstram que pessoas com DP exposta a hipóxia normobaricaapresentaram menores respostas ventilatórias, percepção de dispnea e ativaçãosimpatica.Contudo, após curtos períodos de exposição (reinalação isocápnica, 14 dias, três vezes/diade5-7 min a 8-10% de O2) melhorou a resposta ventilatória em hipóxia. Ainda, estudos sobreosefeitos acumulativos da hipóxia hipobarica (vivendo alto; 7 dias; altitude nãoreportada)revelaram que a hipóxia induziu efeitos positivos nos sintomas motores (hiposinesia)epercepção de pessoas com DP (qualidade de vida e convivência coma doença). Ditoisso,apesar da segurança de ambos os protocolos (hipóxia normobarica e hipóxia hipobarica) paraníveis leve e moderados da doença, a literatura atual carece de estudos randomizadoscontrolados e melhor caracterização da dose. No estudo 2, foram coletadas 15 pessoascomDP e 15 pessoas neurologicamente sadias. Ambos realizaramduas condiçõesdedisponibilidade de oxigênio: HI - a concentração de oxigênio alternou: 6min emhipóxiae(4vezes) 5min em normóxia (3 vezes); e normóxia - não houve alteração na concentraçãodeoxigênio (total de 39 min em ambas as condições). A qualidade do sono (através doactígrafoe questionários) e os biomarcadores sanguíneos (concentração de BDNF, IL-6 e ferro) foramavaliados antes, imediatamente após e 24 h após as condições. Os resultados revelaramqueapesar do protocolo de hipóxia simular condições de baixa concentração de oxigênio,reduzindo significativamente a SpO2 (5-20%) e administrar quase cinco vezes adosedehipóxia do protocolo de normóxia, não houve efeito no sono e os efeitos nos biomarcadoressanguíneos foram modestos em pessoas com DP. Os efeitos de longo prazo da IHprecisamser investigados em estudos futuros. No estudo 3, investigamos os efeitos agudos dahipóxiaintermitente na marcha de indivíduos com DP. Participaram 15 pessoas comDP. Omesmoprotocolo de hipóxia e normoxia utilizado no estudo 2, foi o mesmo utilizado no estudo3. Amarcha (parâmetros espaço-temporais e musculares) foi avaliada emduas condições(velocidade preferida e máxima), antes, imediatamente após e 24 h após cada protocolo. Nãoforam observadas alterações imediatas na atividade muscular ou parâmetros espaço-temporais(p>0,05). Contudo, após 24 h, a HI reduziu a variabilidade da velocidade da marcha (p=0,04),mas não afetou outros parâmetros (p>0,05). Apesar da ausência de mudanças emoutrasvariáveis, a HI mostrou-se capaz de alterar a variabilidade da velocidade da marcha apoiandoinvestigações sobre seus efeitos a longo prazo na DP.
Intermittent hypoxia in Parkinson's disease: acute effect on locomotion, sleep quality, and blood biomarkers
Keywords: Doença de Parkinson; Randomização; Duplo cego; Respostas agudas; Terapias experimentais; HIF-1α; Tratamento complementar; Mapa de evidências; Double-blind; Acute responses; Experimental therapies