DRIVE RESPIRATÓRIO EM PACIENTES CRÍTICOS. FISIOPATOLOGIA E IMPLICANCIAS NO MANEJO DE PACIENTES NA UTI
Dr. Alejandro Enrique Barba Rodas. Médico Responsável Técnico e Coordenador da Unidade Coronariana da Santa Casa de São Jose dos Campos. Coordenador da Residência em Medicina Intensiva – COREME e membro do Grupo Técnico de Enfrentamento à COVID -19 da Santa Casa de São Jose dos Campos.
INTRODUÇÃO
O manejo de pacientes críticos, principalmente no tocante à estratégia ventilatória requer uma análise acurada dos dados clínicos, laboratoriais e de imagem desses pacientes. O avanço da tecnologia, tem permitido a descoberta de uma série de ferramentas para o auxílio nessa análise, mas infelizmente muitas delas não estão ao alcance da maioria das unidades que tratam desse tipo de pacientes. Todavia, é perfeitamente possível, com base na observação clínica do comportamento e do padrão respiratório, auxiliado com ferramentas simples proporcionadas pela maioria dos respiradores disponíveis nas unidades de terapia intensiva, realizar uma monitorização adequada da ventilação mecânica que forneça subsídios para um melhor diagnóstico e tratamento das patologias associadas à ventilação mecânica.
O objetivo
principal da ventilação mecânica é garantir uma adequada troca de gases a nível
alveolar (O2 e CO2) que por sua vez garanta uma adequada oxigenação tissular que
satisfaça as demandas metabólicas e de energia das células do organismo.
A
respiração dos pacientes depende de uma adequada interação entre os estímulos
neurais emanados dos centros respiratórios localizados no tronco cerebral, e os
músculos respiratórios que, uma vez ativados desencadeiam o ciclo respiratório mecânico
(inspiração e expiração). Isso requer um controle rígido da ventilação pelos
centros respiratórios do tronco cerebral. O impulso respiratório,
refere-se ao estímulo nervoso que sai dos centros respiratórios e que por sua
vez determina o início da ação mecânica dos músculos respiratórios, também
conhecida como esforço respiratório[1]
[2],
definição que inclui tanto a magnitude quanto a frequência da contração dos
músculos respiratórios. O drive
respiratório se refere tradicionalmente ao impulso respiratório. Em
pacientes ventilados mecanicamente existe um intervalo de tempo (delay)
entre o início do esforço inspiratório e o início da insuflação mecânica propriamente
dita (abertura da válvula inspiratória) fenômeno denominado de gatilho
inspiratório. Assim a mudança da fase expiratória para a fase inspiratória
passa por uma fase de disparo que se inicia com o esforço
inspiratório e termina com o gatilho inspiratório. Tradicionalmente o conceito
de “disparo” é usado apenas para se referir ao momento do gatilho inspiratório
(mudança de fase inspiratória para fase expiratória), mas na verdade deve ser
entendida como uma fase que tem um delay cuja duração embora ainda
controversial estima-se que não deve ultrapassar 100mseg para não caracterizar um
tipo de assincronia denominada “atraso no disparo” (Triggering Delay)[3].
Ainda, o correto entendimento do mecanismo fisiológico do drive respiratório, permitirá
entender outras formas de assincronia e até estabelecer uma forma de
classificação.
Algumas
vezes o centro respiratório é deprimido ou bloqueado por efeito de certas doenças
ou drogas o que permite que o paciente seja inteiramente ventilado pelo
respirador (ventilação mecânica controlada). Neste caso, tanto o impulso quanto
o esforço respiratório estão abolidos. Outras vezes, o paciente é apenas assistido
pela ventilação (ventilação mecânica assistida) mantendo seu drive e esforço respiratório
funcionantes com maior ou menor intensidade. Em algumas situações, o drive
respiratório poderia ser prejudicial e se tornar um contribuinte importante na
geração de esforços respiratórios excessivos, que poderão causar ou prologar estados
de insuficiência respiratória e necessidade de ventilação mecânica. Estudos
em pacientes sob ventilação mecânica tem demonstrado efeitos deletérios tanto do
alto quanto do baixo drive respiratório. Altos esforços inspiratórios poderão ocasionar
lesão pulmonar auto infligida pelo paciente (P-SILI), e baixos esforços
inspiratórios, fraqueza/atrofia do diafragma, comprometimento hemodinâmico e
inadequada interação paciente-ventilador[4]
[5].
Desta maneira, a adoção de estratégias que previnam os efeitos prejudiciais de
um alto ou de um baixo drive respiratório, poderão melhorar os desfechos[6].
Tais estratégias passam, certamente, pelo conhecimento e compreensão da
fisiologia do drive respiratório.
CONCEITO DE
DRIVE RESPIRATÓRIO (IMPULSO RESPIRATÓRIO)
Como já mencionado,
o drive respiratório é um termo usado para se referir ao impulso respiratório (estímulo
neural). Entretanto, a atividade dos centros respiratórios não pode ser medida
diretamente e, portanto, é avaliada através dos seus efeitos indiretos no ciclo
ventilatório. A maioria dos autores define o impulso respiratório como a intensidade
da descarga dos centros respiratórios[7],
usando a amplitude de um sinal fisiológico como medida dessa
intensidade. Alternativamente, consideram-se os centros respiratórios
atuando como redes neuronais oscilatórias que geram sinais rítmicos semelhantes
a ondas. A intensidade de tal sinal dependeria de vários componentes,
incluindo a amplitude e a frequência do
sinal. Consequentemente, tem se definido o drive respiratório como a
integral de tempo da saída da rede neuronal dos centros respiratórios, derivada
de estimativas do esforço respiratório. Assim, um impulso respiratório
alto pode significar que a saída dos centros respiratórios tem uma amplitude
maior, uma frequência maior ou ambos[8].
CENTROS RESPIRATÓRIOS
Embora o entendimento dos complexos mecanismos da anatomia e fisiologia dos centros nervosos seja objeto de pesquisas, é importante que se tenha uma visão dos conceitos atuais, sobretudo daqueles mecanismos que podem ajudar a entender certas patologias que se apresentam durante a ventilação mecânica, como por exemplo, as assincronias.
TEORIA CLÁSSICA
(TRATADO DE FISIOLOGIA DE GUYTON)[9]:
O Tratado
de Fisiologia de Guyton na sua mais última edição (14ª – 2020), ainda nos
ensina que o centro respiratório se compõe por diversos grupos de neurônios localizados
bilateralmente no bulbo e na ponte do tronco cerebral, como mostrado na Fig.1.
Esse centro
respiratório se divide em três agrupamentos principais de neurônios:
(1) o Grupo
Respiratório Dorsal (GRD), situado na porção dorsal do bulbo, responsável principalmente
pela inspiração;
(2) o Grupo
Respiratório Ventral (GRV), localizado na parte ventrolateral do bulbo,
encarregado basicamente da expiração; e
(3) o Centro
Pneumotáxico (CP), encontrado na porção dorsal superior da ponte,
incumbido, essencialmente, do controle da frequência e da amplitude
respiratória.
Fig. 1. Organização
do Centro Respiratório
O Grupo Respiratório
Dorsal (GRD) de neurônios apresenta uma função importante no controle
da respiração e, em grande parte, se situa no interior do núcleo do trato
solitário (NTS), embora outros neurônios, na substância reticular adjacente do
bulbo, também desempenhem papéis relevantes no controle respiratório. O NTS
corresponde à terminação sensorial dos nervos vago e glossofaríngeo, que
transmitem sinais sensoriais para o centro respiratório a partir de (1)
quimiorreceptores periféricos; (2) barorreceptores; e (3) vários tipos de
receptores nos pulmões. O ritmo básico respiratório é gerado,
principalmente, no grupo respiratório dorsal de neurônios, mediante “descargas
inspiratórias rítmicas”. Mesmo quando todos os nervos periféricos que
entram no bulbo foram seccionados e o tronco cerebral foi trans seccionado
tanto acima quanto abaixo do bulbo, esse grupo de neurônios ainda gera surtos
repetitivos de potenciais de ação neuronais inspiratórios. No entanto, não se
conhece a causa básica dessas descargas neuronais repetitivas. Em animais
primitivos, foram encontradas redes neurais em que a atividade de grupo de
neurônios excita um segundo grupo que, por sua vez, inibe o primeiro. Em
seguida, o mecanismo se repete após certo período, tendo continuidade por toda
a vida do animal. A grande parte dos fisiologistas do sistema respiratório
acredita na existência de rede similar de neurônios no ser humano, toda localizada
no bulbo; essa rede provavelmente envolve não apenas o grupo respiratório
dorsal, mas também as áreas adjacentes do bulbo, sendo responsável pelo ritmo
respiratório básico.
O sinal
nervoso, transmitido para os músculos inspiratórios, principalmente para o
diafragma, não representa surto instantâneo dos potenciais de ação. Ao
contrário disso, na respiração normal esse sinal exibe início débil com
elevação constante, na forma de rampa por cerca de 2 segundos. Então, o sinal
apresenta interrupção abrupta durante aproximadamente os 3 segundos seguintes,
o que desativa a excitação do diafragma e permite a retração elástica dos
pulmões e da parede torácica, produzindo a expiração. Em seguida, o sinal
inspiratório se reinicia em outro ciclo; esse ciclo se repete inúmeras vezes,
ocorrendo o movimento expiratório entre as repetições. Consequentemente, o
sinal inspiratório é um sinal em rampa. A vantagem óbvia da rampa está na
indução de aumento constante do volume dos pulmões durante a inspiração, e não
golfadas inspiratórias.
Existem
duas qualidades da rampa inspiratória passíveis de controle:
1. Controle
da velocidade do aumento do sinal em rampa, de modo que durante respiração mais
intensa a rampa eleva com rapidez e, dessa forma, promova a rápida expansão dos
pulmões.
2. Controle
do ponto limítrofe da interrupção súbita da rampa, que é o método usual de
controle da frequência respiratória; ou seja, quanto mais precocemente a rampa
for interrompida, menor será a duração da inspiração. Esse método também reduz
a duração da expiração. Por conseguinte, há aumento da frequência
respiratória.
O Centro
Pneumotáxico, situado dorsalmente no núcleo parabraquial da parte superior
da ponte, transmite sinais para a área inspiratória. O efeito primário desse
centro é o de controlar o ponto de “desligamento” da rampa inspiratória,
controlando, assim, a duração da fase de expansão do ciclo pulmonar. Quando
o sinal pneumotáxico é intenso, a inspiração pode durar até 0,5 segundo,
promovendo apenas leve expansão dos pulmões; por sua vez, quando esse sinal
é fraco, a inspiração pode prosseguir por 5 segundos ou mais, enchendo os
pulmões com excesso de ar.
A função do
centro pneumotáxico é basicamente a de limitar a inspiração, que adicionalmente
apresenta o efeito secundário de aumento na frequência respiratória, já que
a limitação da inspiração também reduz a expiração e o ciclo total de cada
movimento respiratório. Sinal pneumotáxico intenso pode elevar a frequência
respiratória para 30 a 40 movimentos respiratórios por minuto, enquanto um
sinal pneumotáxico débil pode reduzir a frequência para apenas 3 a 5 movimentos
respiratórios por minuto.
O Grupo Respiratório
Ventral (GRV) de neurônios, está situado em cada lado do bulbo,
a cerca de 5 milímetros, em situação anterior e lateral ao grupo respiratório
dorsal de neurônios, em posição rostral ao núcleo ambíguo, rostral e caudalmente
ao núcleo retroambíguo. A função desse grupo neuronal difere do grupo
respiratório dorsal em vários aspectos importantes:
1. Os
neurônios do grupo respiratório ventral permanecem quase totalmente inativos
durante a respiração normal e tranquila. Portanto, esse tipo de respiração é
induzido apenas por sinais inspiratórios repetitivos provenientes do grupo
respiratório dorsal transmitidos principalmente para o diafragma, e a expiração
resulta da retração elástica dos pulmões e da caixa torácica.
2. Os
neurônios respiratórios ventrais parecem não participar da oscilação rítmica
básica responsável pelo controle da respiração.
3. Quando o
impulso respiratório tende para que o aumento na ventilação pulmonar fique
acima do normal, os sinais respiratórios se propagam para os neurônios
respiratórios ventrais, do mecanismo oscilatório básico da área respiratória
dorsal. Como consequência, a área respiratória ventral também contribui para o
controle respiratório extra.
4. A
estimulação elétrica de alguns dos neurônios no grupo ventral provoca inspiração,
enquanto a estimulação de outros leva à expiração. Portanto, esses neurônios
contribuem tanto com a inspiração quanto com a expiração. Eles são
especialmente importantes na provisão de sinais expiratórios vigorosos para os
músculos abdominais, durante a expiração muito intensa. Assim, essa área atua
mais ou menos como mecanismo supra regulatório quando ocorre necessidade de
alto nível de ventilação pulmonar, particularmente durante atividade física
intensa.
Além dos
mecanismos de controle respiratório locais dos centros respiratórios do tronco
cerebral, existem sinais sensoriais neurais provenientes dos pulmões (aferentes)
que também ajudam a controlar a respiração. De maior relevância são os receptores
de estiramento, situados nas porções musculares das paredes dos brônquios e
dos bronquíolos, em todo o parênquima pulmonar, responsáveis pela transmissão
de sinais pelo nervo vago para o grupo respiratório dorsal de neurônios, quando
os pulmões são excessivamente distendidos. Esses sinais influenciam
intensamente na inspiração, de modo similar aos sinais provenientes do
centro pneumotáxico; ou seja, quando os pulmões são excessivamente
insuflados, os receptores de estiramento ativam resposta de feedback apropriada
que “desativa” a rampa inspiratória e, consequentemente, interrompe a
inspiração. Esse mecanismo recebe o nome de reflexo de insuflação de
Hering-Breuer. Esse reflexo também aumenta a frequência respiratória,
o que também é verdade para os sinais originários do centro pneumotáxico. Em
seres humanos, o reflexo de Hering-Breuer provavelmente não é ativado até que o
volume corrente aumente para valor superior a três vezes o normal (> que
cerca de 1,5 litro por movimento respiratório). Portanto, esse reflexo parece
ser, sobretudo, mecanismo protetor para evitar a insuflação pulmonar excessiva,
e não componente importante no controle normal da ventilação.
Além dos
mecanismos descritos acima para a respiração normal, também é importante
conhecer os sinais de controle respiratório que podem aumentar ou diminuir o
drive respiratório para atender às necessidades ventilatórias do organismo. Por
exemplo, durante atividade física intensa, a intensidade de uso do oxigênio
(O2) e de formação do dióxido de carbono (CO2) tem elevações frequentes de até
20 vezes o normal, exigindo elevações proporcionais da ventilação pulmonar. Faz
parte do denominado controle químico da respiração. O excesso de CO2 ou
de íons hidrogênio no sangue atua basicamente de forma direta sobre o centro
respiratório (quimiorreceptores centrais), gerando grande aumento da intensidade
dos sinais motores inspiratórios e expiratórios para os músculos respiratórios.
O O2, por sua vez, não apresenta efeito direto significativo sobre o centro respiratório
no controle da respiração. Ao contrário, esse elemento atua quase exclusivamente
sobre os quimiorreceptores periféricos situados nos corpos carotídeos e
aórticos, e esses quimiorreceptores, por sua vez, transmitem sinais neurais
adequados ao centro respiratório, para o controle da respiração.
Outros fatores
podem influenciar na respiração. Existe a possibilidade do controle voluntário
da respiração, por curtos períodos e, ainda, as possíveis atividades de hiper
ou hipoventilação, capazes de provocar sérios distúrbios da PCO2, do pH e da PO2
no sangue. Os epitélios traqueal, brônquico e bronquiolar são inervados por
terminações nervosas sensoriais que recebem o nome de receptores irritativos
pulmonares e são estimuladas por muitos eventos. Esses receptores iniciam
tosse e espirros. Além disso, podem ocasionar constrição brônquica, em pessoas
com doenças como a asma e enfisema. Foram descritas algumas terminações
nervosas sensoriais nas paredes alveolares, em justaposição aos capilares
pulmonares — daí o nome “receptores J”. Tais receptores são estimulados especialmente
em casos de congestão dos capilares pulmonares ou de ocorrência de edema
pulmonar, sob condições como a insuficiência cardíaca congestiva. Embora o papel
funcional dos receptores J não esteja esclarecido, sua excitação pode gerar a sensação
de dispneia. A atividade do centro respiratório pode ser deprimida ou até mesmo
inativada por edema cerebral agudo resultante de lesão cerebral. O edema
comprime as artérias cerebrais contra a abóbada craniana e, consequentemente,
provoca o bloqueio parcial da irrigação sanguínea cerebral. Talvez a causa mais
prevalente de depressão e parada respiratórias seja a superdosagem de
agentes anestésicos ou narcóticos. Por exemplo, o pentobarbital sódico causa
depressão consideravelmente maior do centro respiratório em comparação a outros
anestésicos, como o halotano. A morfina era utilizada como anestésico, mas
atualmente é usada apenas como um fármaco adjunto dos agentes anestésicos,
devido à sua intensa depressão do centro respiratório, embora tenha menor
capacidade de indução da anestesia do córtex cerebral. Uma anormalidade
respiratória de destaque é a denominada respiração periódica que ocorre
em várias condições patológicas. A pessoa tem respiração profunda por um curto
intervalo de tempo e, em seguida, apresenta respiração superficial ou ausente
por intervalo adicional, com repetição frequente desse ciclo. Denomina-se respiração
de Cheyne-Stokes, e se caracteriza por movimento respiratório lento
crescente e decrescente, que ocorre a cada 40 a 60 segundos. A pessoa respira
excessivamente, promovendo a remoção de grande quantidade do CO2 do sangue
pulmonar (hipocapnia) e aumento simultâneo do O2 sanguíneo. Levam-se alguns
segundos para que o sangue pulmonar (fruto da troca gasosa) possa ser
transportado para o cérebro e iniba a ventilação excessiva. Nesse momento, a
pessoa já hiperventilou por alguns segundos adicionais. Portanto, quando o
sangue hiperventilado finalmente chega ao centro respiratório cerebral, esse
centro vem a ficar muito deprimido, momento no qual, se inicia o ciclo oposto
de hipoventilação. A quantidade do CO2 aumenta e a do O2 diminui nos alvéolos.
Novamente, demoram alguns segundos antes que o encéfalo consiga responder a
essas novas alterações. Quando responde, a pessoa respira, com dificuldade,
mais uma vez e o ciclo se repete. O fenômeno da respiração de Cheyne-Stokes pode
ocorrer em qualquer indivíduo. Contudo, em condições normais, esse mecanismo é
muito “amortecido”, ou seja, os líquidos do sangue e as áreas de controle do
centro respiratório contêm grande quantidade de CO2 e de O2 dissolvidos e
quimicamente ligados. Por conseguinte, os pulmões normalmente não costumam ser
capazes de aumentar o CO2 extra ou deprimir o O2 suficientemente, em alguns
segundos, a ponto de induzir ao próximo ciclo da respiração periódica. Em duas
condições isoladas, no entanto, os fatores de amortecimento podem ser
superados, dando lugar à respiração de Cheyne-Stokes:
1. Quando
ocorre retardo prolongado do transporte de sangue dos pulmões ao cérebro, as
trocas de CO2 e O2, nos alvéolos, podem ter continuidade por mais tempo, alguns
segundos a mais, que o usual. Sob tais condições, as capacidades de
armazenamento dos alvéolos e do sangue pulmonar para esses gases são excedidas;
nesse caso, após mais alguns segundos, inicia a respiração de Cheyne-Stokes. Acontece,
com frequência, em pacientes com insuficiência cardíaca grave, pois o fluxo
sanguíneo fica lento, retardando o transporte dos gases sanguíneos dos pulmões
para o cérebro. De fato, nos pacientes com insuficiência cardíaca crônica, a
respiração de Cheyne-Stokes pode ocorrer algumas vezes, de forma intermitente,
durante meses.
2. A
segunda causa da respiração de Cheyne-Stokes é o aumento do feedback negativo
nas áreas de controle respiratório. Isso significa que a alteração do CO2 ou do
O2 sanguíneo provoca variação muito maior da ventilação do que o normal. Por
exemplo, em vez da ocorrência de aumento normal de 2 a 3 vezes da ventilação,
quando a PCO2 aumenta por 3 mmHg, a mesma elevação de 3 mmHg pode aumentar a
ventilação por 10 a 20 vezes. Nesse momento, a tendência do feedback neural
para a respiração periódica é forte o suficiente a ponto de provocar a
respiração de Cheyne-Stokes, sem atraso extra do fluxo sanguíneo entre os
pulmões e o cérebro. Esse tipo de respiração de Cheyne-Stokes ocorre principalmente
em pacientes com dano nos centros respiratórios do cérebro. Muitas vezes a
lesão cerebral impede completamente o controle respiratório por alguns
segundos; em seguida, um intenso aumento adicional no CO2 sanguíneo retoma esse
controle com grande força. A respiração de Cheyne-Stokes desse tipo é frequentemente
prelúdio de óbito por disfunção cerebral.
O termo apneia
significa ausência de respiração espontânea. Durante o período de sono normal,
ocorrem apneias ocasionais. No entanto, em indivíduos acometidos pela apneia do
sono, a frequência e a duração são bastante elevadas, com episódios de 10
segundos ou mais e ocorrendo 300 a 500 vezes por noite. As apneias do sono podem
ser causadas por obstrução das vias aéreas superiores, especialmente da faringe,
ou por comprometimento do controle respiratório do sistema nervoso central. A Apneia
Obstrutiva do Sono (AOS) é causada pelo bloqueio das vias aéreas superiores. Os
músculos da faringe normalmente mantêm essa passagem aberta, permitindo o fluxo
de ar para dentro dos pulmões durante a inspiração. Durante o sono, esses
músculos costumam relaxar, mas a passagem das vias aéreas permanece aberta o
suficiente para permitir o fluxo adequado do ar. Alguns indivíduos têm a
passagem particularmente estreita, e o relaxamento desses músculos, durante o
sono, leva ao fechamento completo da faringe, impedindo o fluxo do ar para os
pulmões. Em indivíduos acometidos de apneia do sono, ocorre forte respiração
sonora (com roncos) e laboriosa imediatamente após adormecerem. O ronco
prossegue e frequentemente se torna mais alto, sendo interrompido, em seguida,
por longo período de silêncio, correspondente à ausência da respiração
(apneia). Esses períodos de apneia resultam em significativos declínios da PO2
e aumentos da PCO2, o que estimula intensamente a respiração. Essa estimulação
provoca, por sua vez, tentativas abruptas de movimentos respiratórios, o que culmina
em roncos altos e suspiros, seguidos por roncos e episódios repetidos de
apneia. Os períodos de apneia e respiração laboriosa repetem-se diversas vezes
durante a noite, resultando em sono agitado e fragmentado. Por essa razão, os
pacientes com apneia do sono costumam ter sonolência excessiva durante o dia,
bem como outros distúrbios, incluindo atividade simpática elevada, frequências
cardíacas altas, hipertensão pulmonar e sistêmica, além de risco bastante
elevado de doença cardiovascular. A apneia obstrutiva do sono ocorre mais
comumente em indivíduos obesos e mais idosos, que apresentam deposição
aumentada de gordura nos tecidos moles da faringe ou compressão desse órgão
devido às massas adiposas excessivas no pescoço. Em alguns indivíduos a apneia
do sono pode estar associada a algumas condições como obstrução nasal, língua
muito grande, tonsilas aumentadas ou determinadas configurações palatinas,
responsáveis pelo aumento da resistência ao fluxo de ar para os pulmões durante
a inspiração. A apneia do sono “central”
ocorre quando o aporte neural para músculos respiratórios é transitoriamente abolido.
Em alguns indivíduos com apneia do sono, o controle do sistema nervoso central
dos músculos ventilatórios pode ter interrupção transitória. Os distúrbios
capazes de causar essa interrupção do controle ventilatório, durante o sono,
compreendem dano aos centros respiratórios centrais ou anormalidades do
aparelho neuromuscular respiratório. Os pacientes acometidos pela apneia
central do sono podem apresentar ventilação reduzida inclusive quando estão
acordados, embora se mostrem completamente capazes de ter respiração voluntária
normal. Durante o sono, os distúrbios respiratórios, desses pacientes, costumam
se agravar, resultando em episódios mais frequentes de apneia. Tais episódios
diminuem a PO2 e aumentam a PCO2, até atingirem nível crítico, que acaba
estimulando a respiração. Essas instabilidades transitórias da respiração
produzem sono agitado e características clínicas similares às observadas na
apneia obstrutiva do sono. Em grande parte dos pacientes, a causa da apneia
central do sono não é conhecida, embora a instabilidade do controle
respiratório possa ser decorrente de acidentes vasculares encefálicos ou de
outros distúrbios que fazem os centros respiratórios cerebrais responderem
menos aos efeitos estimulatórios do CO2 e dos íons hidrogênio. Os pacientes
acometidos por essa doença são extremamente sensíveis até a pequenas doses de
sedativos ou narcóticos que diminuem, ainda mais, a resposta dos centros
respiratórios aos efeitos estimulatórios do CO2. Em alguns casos, a apneia do sono pode
dever-se a uma combinação de mecanismos obstrutivos e centrais. Estima-se que
esse tipo “combinado” de apneia do sono represente cerca de 15% dos casos
totais desse distúrbio, enquanto a apneia do sono “pura” represente menos de 1%
do caos. A causa mais comum de apneia do sono é a obstrução das vias aéreas
superiores.
A TEORIA DO
COMPLEXO PRÉ-BÖTZINGER (PREBÖTC)[10]
[11]
Conforme o
Tratado do Guyton ensina, a maioria dos fisiologistas acredita na existência em
humanos de sistemas de controle semelhantes aos conhecidos em animais
primitivos. Conforme descreveu em 2018 Christopher A. Del Negro e
col.[12],
o impulso respiratório se originaria em centros respiratórios formados por
aglomerados de interneurônios localizados no tronco encefálico. Tais
centros recebem informações contínuas de fontes sensíveis a uma série de estímulos. Os
centros respiratórios integram essas informações e geram um sinal neural
(impulso respiratório). A amplitude desse sinal determina o esforço
respiratório (e, portanto, o volume corrente). A frequência e o tempo do
padrão neural estão relacionados à frequência respiratória e à duração das
diferentes fases do ciclo respiratório. Os centros respiratórios
estão localizados no bulbo e na ponte e consistem em grupos de interneurônios
que recebem informações de fontes sensíveis a estímulos químicos, mecânicos,
comportamentais e emocionais. Importantes quimiorreceptores centrais
estão localizados próximos ao núcleo parafacial ventral (pFv)
e são sensíveis a mudanças diretas no pH do líquido cefalorraquidiano. Os quimiorreceptores
periféricos nos corpos carotídeos são os principais locais sensíveis às
mudanças na PaO2 e moderadamente sensíveis às mudanças no pH e
na PaCO2. Os receptores mecânicos e irritantes estão
localizados na parede torácica, vias aéreas, pulmões e músculos respiratórios. O
feedback emocional e comportamental se origina no córtex cerebral e no
hipotálamo. O complexo pré-Bötzinger (preBötC) é o principal centro
de controle da inspiração, localizado entre o grupo respiratório ventral (GRV)
e o complexo de Bötzinger (BötC). O complexo pós-inspiratório (PiCo)
está localizado próximo ao complexo de Bötzinger. O núcleo parafacial
lateral (pFL) controla a atividade expiratória e tem interação
contínua com o complexo pré-Bötzinger, para prevenir a ativação concomitante
ineficiente de grupos musculares inspiratórios e expiratórios: a inflação
pulmonar deprime a atividade inspiratória e aumenta a atividade expiratória, o
que acaba resultando na deflação pulmonar. A deflação pulmonar tem o
efeito oposto sobre esses centros. Veja-se representação
esquemática abaixo (Fig.2):
Fig. 2.
Representação esquemática do Centro Respiratório
Ainda seguindo
essa teoria, três fases podem ser distinguidas no ciclo respiratório humano: inspiração,
pós-inspiração e expiração e cada fase seria controlada predominantemente
por um centro respiratório específico. No entendimento da maioria, a duração
dessas três fases, embora nem sempre discretas, determina o tempo da respiração
e, portanto, a frequência respiratória, enquanto a intensidade da descarga é
referida como drive respiratório. A distinção é importante, pois o drive respiratório
pode mudar sem quaisquer alterações no tempo de respiração (ou seja,
frequência) e vice-versa. (Fig.3).
Inspiração
A
inspiração é um processo ativo que requer ativação neural e subsequente
contração (e gasto de energia) dos músculos inspiratórios. A descarga
neural do complexo pré-Bötzinger aumenta gradualmente durante a inspiração e
diminui rapidamente quando a expiração começa. Os axônios do complexo
pré-Bötzinger projetam-se nos neurônios pré-motores e motores que dirigem os
músculos inspiratórios e os músculos das vias aéreas superiores. O
complexo pré-Bötzinger tem múltiplas conexões com os outros centros
respiratórios, o que se pensa sirva para garantir uma transição suave entre as
diferentes fases respiratórias e prevenir a ativação concomitante de grupos
musculares opostos[13].
Pós-inspiração
O
apropriadamente denominado complexo pós-inspiratório controla a fase de transição
entre a inspiração e a expiração, reduzindo o fluxo expiratório. Isso é
alcançado reduzindo gradualmente a excitação (e, portanto, a contração) dos
músculos inspiratórios, o que leva ao alongamento ativo (isto é, contrações
excêntricas) do diafragma[14]. Além
disso, o centro pós-inspiratório controla os músculos das vias aéreas
superiores. A contração dos músculos das vias aéreas superiores aumenta a
resistência ao fluxo expiratório, reduzindo efetivamente o fluxo
expiratório. A atividade pós-inspiratória aumenta o tempo antes que o
sistema respiratório alcance o volume pulmonar expiratório final. Isso
pode levar a um fluxo expiratório mais laminar e pode prevenir o colapso
alveolar, ao mesmo tempo que aumenta a duração da troca gasosa nos alvéolos. A
pós-inspiração é uma parte comum do ciclo respiratório em indivíduos saudáveis
em repouso, mas desaparece rapidamente quando a demanda respiratória aumenta,
para favorecer uma expiração mais rápida[15].
A importância da fase pós-inspiratória em pacientes ventilados mecanicamente
permanece obscura, já que o início e a duração do fluxo inspiratório e
expiratório dependem predominantemente da interação entre as configurações do
ventilador (por exemplo, critérios de ciclo, frequência respiratória, modo
ventilatório) e a mecânica respiratória do paciente. Além disso, o tubo endotraqueal
não sofre as ações dos músculos das vias aéreas superiores. Dados
experimentais em leitões sugerem que a atividade pós-inspiratória do diafragma
previne atelectasia e, possivelmente, recrutamento alveolar cíclico[16],
embora estudos em pacientes desmamados do ventilador não tenham encontrado
evidências claras de atividade pós-inspiratória[17]. Certamente,
este campo requer mais pesquisas.
Expiração
A expiração
é geralmente um evento passivo durante a respiração normal. A pressão de
recuo elástico dos pulmões e da parede torácica conduzirá o fluxo expiratório
até que as pressões de recuo do pulmão e da parede torácica estejam em
equilíbrio na capacidade residual funcional (CRF) ou no nível da pressão
expiratória final positiva (PEEP) em pacientes ventilados
mecanicamente. Em condições passivas, o fluxo expiratório depende
exclusivamente da constante de tempo (ou seja, o produto da complacência e da
resistência) do sistema respiratório. Os músculos expiratórios são
recrutados com altas demandas metabólicas, baixa capacidade muscular
inspiratória, aumento do volume pulmonar expiratório final e/ou aumento da
resistência expiratória[18].
O núcleo parafacial lateral (pFL) controla a fase expiratória
da respiração. Um aumento do impulso respiratório leva a explosões
expiratórias tardias e consequente recrutamento dos músculos expiratórios. Existem
várias conexões inibitórias entre o complexo pré-Bötzinger inspiratório e o
núcleo parafacial lateral expiratório, que impedem a ativação concomitante dos
grupos musculares inspiratórios e expiratórios.
Fig.3. Fases de respiração. Fluxo
(Flow), pressão transdiafragmática (Pdi) e eletromiografia do
músculo reto abdominal (EMG-RA, em unidades arbitrárias; observe que este sinal
é perturbado com artefatos de eletrocardiograma [EKG]). A figura mostra 2 situações
em um sujeito saudável: ( a ) durante uma respiração normal em
repouso e ( b ) durante uma alta carga resistiva. Linhas
tracejadas verticais marcam o início das diferentes fases de respiração. A
inspiração (I) é caracterizada por um aumento constante na Pdi e
no fluxo positivo e está presente em ambas as situações. A diminuição
gradual da Pdi durante o fluxo expiratório em (a)
é concordante com a fase de pós-inspiração (PI). Observe que a taxa
de declínio da Pdi é muito mais rápida na situação
de alta carga resistiva. Durante a respiração normal (a), a
expiração (E) é caracterizada pela ausência de Pdi e
atividade EMG-RA e ocorre após a pós-inspiração. A situação de carga
resistiva elevada (b) leva à expiração ativa (AE), que pode ser
reconhecida pelo aumento da atividade EMG-RA. Além disso, a expiração
segue diretamente a fase inspiratória, notando-se ausência de fase pós
inspiratória.
Quimiorreceptores
Centrais
Os
quimiorreceptores mais importantes no sistema nervoso central estão
posicionados na superfície ventral do bulbo e próximo ao núcleo parafacial
ventral (também conhecido como núcleo retrotrapezóide). Esses receptores
são sensíveis à concentração de íons hidrogênio (H+) do líquido
cefalorraquidiano (LCR), comumente medida pelo pH. Como o CO2 pode
se difundir rapidamente através da barreira hematoencefálica, as mudanças na
PaCO2 afetam rapidamente o pH do LCR. Existe um ponto de
ajuste nos centros de controle, que mantém o pH (e PaCO2) dentro de
uma faixa relativamente estreita. Um ligeiro aumento na PaCO 2 acima
deste ponto de ajuste fornece um poderoso estímulo para respirar: uma mudança
na PaCO 2 de 5 mmHg já pode dobrar a ventilação minuto em
indivíduos saudáveis. Quando a PaCO 2 diminui apenas
alguns mmHg abaixo do ponto de ajuste, o impulso respiratório diminui
gradualmente[19] e
pode desaparecer abruptamente causando apneia, especialmente durante o
sono. Em contraste, as mudanças metabólicas no pH são detectadas com menos
rapidez porque leva várias horas antes que a composição eletrolítica do LCR
seja afetada por mudanças nas condições de ácido-base metabólicas.
Quimiorreceptores
Periféricos
Os corpos carotídeos estão posicionados próximos à bifurcação carotídea e são os principais locais sensíveis a PO2, PCO 2 e pH do sangue arterial. Os corpos aórticos contribuem para o impulso respiratório em bebês, mas sua importância em adultos é provavelmente menor[20]. A estimulação dos corpos carotídeos em indivíduos saudáveis permanece relativamente estável em uma ampla faixa de valores de PaO2; mas aumenta gradualmente abaixo de uma PaO2 de 80 mmHg e, em seguida, aumenta abruptamente quando a PaO2 cai abaixo de 60 mmHg[21]. Sua contribuição para o impulso respiratório em indivíduos saudáveis é, portanto, provavelmente modesta. No entanto, a hipercapnia e a acidose concomitantes têm um efeito sinérgico sobre a resposta dos corpos carotídeos, significando que sua estimulação é aumentada em mais do que a soma das partes individuais. Isso torna os corpos carotídeos, teoricamente, mais relevantes em pacientes ventilados nos quais a hipoxemia, a hipercapnia e a acidose são mais comuns.
Receptores
Torácicos
Vários
receptores foram identificados na parede torácica, pulmões, músculos
respiratórios e vias aéreas que fornecem feedback sensorial aos centros
respiratórios em condições mecânicas e químicas. Os receptores de estiramento
e fusos musculares de adaptação lenta estão localizados na parede torácica,
músculos respiratórios, vias aéreas superiores e bronquíolos terminais, e
fornecem informações sobre o alongamento e o volume do sistema respiratório,
por meio das fibras vagais. Esses receptores são bem conhecidos por sua
contribuição para os reflexos de Hering-Breuer, que encerram a inspiração e
facilitam a expiração em volumes correntes elevados. Os receptores irritantes
revestem o epitélio das vias aéreas proximais e são sensíveis a gases
irritantes e inflamação local. Esses sensores promovem a produção de muco,
tosse e expiração. As fibras C são encontradas dentro do tecido
pulmonar e podem ser ativadas por congestão local, causando dispneia,
respiração rápida e tosse[22].
A contribuição relativa desses receptores para o impulso respiratório de
pacientes gravemente enfermos é incerta. O feedback desses sensores pode
explicar a hiperventilação observada na fibrose pulmonar, edema pulmonar,
doença pulmonar intersticial e embolia pulmonar, que persiste mesmo na ausência
de hipoxemia ou hipercapnia. Pesquisas adicionais sobre a contribuição
desses receptores durante a ventilação mecânica são necessárias. Ainda mecanismos
associados a estimulação dos centros respiratórios por estes receptores via
vagal tem sido associados desde 2013 a um tipo especial de assincronia
denominada disparo reverso[23].
Feedback
cortical e emocional
Os
estímulos baseados no feedback emocional e comportamental, originários do
córtex cerebral e do hipotálamo, modulam o impulso respiratório. Dor,
agitação, delírio e medo são comuns em pacientes ventilados mecanicamente e podem
aumentar o impulso respiratório[24]. O
papel do córtex e do hipotálamo no impulso respiratório de pacientes críticos
raramente foi estudado e requer mais atenção antes que as recomendações possam
ser feitas. Existem algumas evidências de que o córtex cerebral tem uma
influência inibidora na respiração. Danos ao córtex podem amortecer este
efeito inibitório, o que poderia explicar a hiperventilação às vezes observada
em pacientes com neurotrauma grave[25].
EFEITOS DO
DRIVE ALTO
Lesão
pulmonar auto infligida pelo paciente (P-SILI)
O impulso
respiratório excessivo pode promover lesão pulmonar por meio de vários
mecanismos. Na ausência de fraqueza muscular respiratória (grave), o impulso
respiratório alto leva a esforços inspiratórios vigorosos, resultando em
pressões de distensão pulmonar lesivas. Estudos experimentais recentes
demonstram que isso pode piorar a lesão pulmonar, especialmente quando a lesão
subjacente é mais grave[26]
[27]. Particularmente
em pacientes com insuficiência respiratória aguda, grandes esforços
inspiratórios podem resultar em hiperdistensão global e regional de alvéolos e
recrutamento cíclico de áreas pulmonares colapsadas, devido a uma transmissão
não homogênea e transitória de estresse e tensão (denominada P-SILI). Grandes
esforços podem causar O “efeito pendelluft”: o ar se redistribui das regiões
pulmonares não dependentes para as dependentes, mesmo antes do início da
insuflação mecânica e, portanto, sem alteração no volume corrente[28]. O
impulso respiratório excessivo pode sobrecarregar os reflexos de proteção pulmonar
(por exemplo, reflexo de inibição da inflação de Hering-Breuer), o que por sua
vez leva a altos volumes correntes e promove mais lesão pulmonar e inflamação. Além
disso, grandes esforços inspiratórios podem resultar em edema pulmonar por
pressão negativa, especialmente em pacientes com lesão pulmonar e/ou vazamentos
capilares[29].Como
tal, um impulso respiratório alto é potencialmente prejudicial em pacientes com
ventilação mecânica respiratória espontânea e lesão pulmonar. Aplicar e
manter uma estratégia de ventilação de proteção pulmonar (ou seja, baixos
volumes correntes e baixas pressões de platô) é um desafio nesses pacientes e
pode muitas vezes levar ao desenvolvimento de assincronias, como disparo duplo e
empilhamento de volumes, levando novamente a altos volumes correntes e aumento
do estresse pulmonar. Além disso, manter baixas pressões de platô e baixos
volumes correntes não garante ventilação de proteção pulmonar em pacientes com
alto drive respiratório.
Lesão diafragmática
induzida pelo drive alto
Em
pacientes não ventilados mecanicamente, a carga inspiratória excessiva pode
resultar em fadiga e lesão do diafragma, conforme demonstrado pela ruptura do
sarcômero em biópsias do diafragma[30]. Se
isso ocorre em pacientes ventilados, gravemente enfermos é menos claro, embora
tenhamos relatado evidências de lesão do diafragma, incluindo ruptura do
sarcômero[31]. O
conceito de lesão do diafragma induzida pelo drive alto pode explicar achados
recentes de ultrassom que demonstram aumento da espessura do diafragma durante
o curso da ventilação mecânica em pacientes com altos esforços inspiratórios[32]. Além
do alto esforço respiratório, as assincronias paciente-ventilador,
especialmente as contrações excêntricas (alongamento), podem promover lesão do
diafragma[33]. Ainda
não se sabe se as contrações excêntricas são suficientemente graves e
frequentes para contribuir a lesão do diafragma em pacientes da unidade de
terapia intensiva (UTI).
Assincronias
por drive respiratório alto
Um drive excessivamente
alto, pode gerar alguns tipos de assincronias decorrentes de uma desbalanço
entre a maior demanda inspiratória gerada pelo drive alto e a insuficiente
oferta do ventilador para atender essa demanda. Assincronias de fluxo por “fome
de ar”, ciclagem precoce com consequente duplo disparo, dupla ciclagem e empilhamento
de volumes podem ser vistos nas curvas do respirador.
Falha de
extubação e retirada da ventilação mecânica
Durante o processo
de desmame do ventilador, altas demandas ventilatórias com alto drive
respiratório aumentam a dispneia, que está associada à ansiedade e afeta o
resultado do desmame[34]. “Fome
de ar” é provavelmente a forma mais angustiante de sensação de dispneia, que
ocorre em particular quando a taxa de fluxo inspiratório é insuficiente (“falta
de fluxo”), ou quando os volumes correntes são diminuídos sob ventilação
mecânica enquanto o nível de PaCO2 é mantido
constante. Em pacientes com força muscular respiratória diminuída e impulso
respiratório excessivo, a capacidade do músculo de responder às demandas
neurais é insuficiente; a dispneia é, então, caracteristicamente sentida
como uma forma de esforço respiratório excessivo. A ativação dos músculos
respiratórios acessórios está fortemente relacionada com a intensidade da
dispneia[35],
podendo levar a falha de extubação e retirada da ventilação mecânica. Além
disso, a dispneia afeta o desfecho na UTI e pode contribuir para os transtornos
de estresse pós-traumático relacionados à UTI.
EFEITOS DO
DRIVE BAIXO
Lesão diafragmática
induzida pelo drive baixo (fraqueza e atrofia do diafragma).
Em
pacientes ventilados mecanicamente, um baixo impulso respiratório devido à
assistência excessiva do ventilador e/ou sedação profunda é um fator crítico
para provocar fraqueza e atrofia do diafragma. Os efeitos da
inatividade do diafragma foram demonstrados tanto in vivo quanto in
vitro na forma de atrofia miofibrilar e redução da força contrátil[36]
[37]. A
fraqueza do diafragma está associada ao desmame prolongado do ventilador
e ao aumento do risco de readmissão à UTI, readmissão hospitalar e
mortalidade[38].
Assincronias
por drive respiratório baixo
Um drive excessivamente
baixo, pode gerar alguns tipos de assincronias decorrentes de uma desbalanço
entre a baixa demanda inspiratória gerada pelo drive baixo e a excessiva oferta
do ventilador. Assincronias de fluxo por “nojo de ar”, ciclagem tardia, atrasos
de disparo, esforços ineficazes e apneias centrais podem ser vistos. A
assistência excessiva do ventilador pode resultar em hiperinsuflação dinâmica,
principalmente em pacientes com doenças obstrutivas das vias aéreas. A
hiperinsuflação dinâmica reduz o impulso respiratório e promove esforços
ineficazes (ou seja, o esforço do paciente torna-se insuficiente para superar a
PEEP intrínseca. Embora as assincronias tenham sido associadas a
resultados piores, se esta é uma relação causal requer mais investigação.
COMO
PODEMOS AVALIAR O DRIVE RESPIRATÓRIO?
Como o estímulo
do centro respiratório não pode ser medido diretamente, várias medidas
indiretas foram descritas para avaliar o impulso respiratório. Conclui-se
que quanto mais próximos esses parâmetros estão dos centros respiratórios no ciclo
de feedback respiratório, melhor eles refletem o impulso respiratório. Estes
parâmetros incluem: a avaliação clínica, atividade elétrica do diafragma (EAdi),
a atividade mecânica do diafragma (Pdi), ultrassom de
diafragma e a medida da pressão de oclusão nos 100 primeiros milissegundos (P
0.1)
Avaliação
clínica
Os sinais clínicos,
como dispneia e ativação dos músculos respiratórios acessórios (tiragens),
suportam fortemente a presença de drive respiratório alto, mas não permitem sua
quantificação. Embora o impulso respiratório compreenda um componente de
frequência, a frequência respiratória por si só é um parâmetro bastante
insensível para a avaliação do impulso respiratório; a frequência
respiratória varia dentro e entre os indivíduos, depende da mecânica
respiratória e pode ser influenciada por vários fatores independentes do estado
do drive respiratório, como uso de medicamentos ou o nível de ventilação de
suporte de pressão. Portanto, precisamos avaliar parâmetros mais sensíveis
do impulso respiratório.
Atividade
Elétrica do Diafragma (EAdi)
A atividade
elétrica do diafragma (EAdi) reflete a força do campo elétrico
produzido pelo diafragma e, portanto, a mudança relativa na descarga dos
neurônios motores ao longo do tempo. Desde que a transmissão neuromuscular
e a excitabilidade da membrana da fibra muscular estejam intactas, a EAdi é
uma medida válida da estimulação do nervo frênico e, portanto, a estimativa
mais precisa do impulso respiratório. O sinal de EAdi é
adquirido usando um cateter esofágico com nove eletrodos em forma de anel
posicionados ao nível do diafragma. Os algoritmos do computador no
software do ventilador selecionam continuamente o par de eletrodos que está
mais próximo do diafragma e corrigem distúrbios como artefatos de movimento,
peristaltismo esofágico e interferência do eletrocardiograma ou outros músculos
próximos. EAdi reflete a atividade do diafragma crural e é
representativo da atividade das partes costais do diafragma (e, portanto, de
todo o diafragma). Além disso, o sinal de EAdi permanece
confiável em diferentes volumes pulmonares e se correlacionou bem com a pressão
transdiafragmática (Pdi) em indivíduos saudáveis e
pacientes de UTI. Os valores normais para EAdi ainda não são conhecidos,
mas é proposto que uma amplitude de pelo menos 5 μV por respiração em pacientes
de UTI é provavelmente suficiente para prevenir o desenvolvimento de atrofia
por desuso do diafragma. Como a amplitude da EAdi varia
consideravelmente entre os indivíduos e os valores normais são desconhecidos,
as gravações são usadas principalmente para avaliar as alterações na unidade
respiratória no mesmo paciente. A EAdi durante a
respiração normal é frequentemente padronizada para a pressão muscular
respiratória (isto é, índice de eficiência neuro mecânica) ou para aquela
observada durante uma contração inspiratória máxima (isto é, EA di%
max). Embora o último tenha mostrado correlação com a intensidade da
falta de ar em pacientes não ventilados com doença pulmonar obstrutiva crônica
(DPOC), geralmente não é viável realizar manobras inspiratórias máximas em
pacientes de UTI. Além disso, o recrutamento de músculos respiratórios
acessórios não é refletido no sinal de EAdi. Finalmente,
a filtragem subótima do sinal de eletromiografia bruto pode afetar a validade
para quantificar o drive com EAdi.
Atividade
mecânica do diafragma medida pela pressão diafragmática (Pdi )
O impulso
respiratório também pode ser inferido do esforço inspiratório medido com
sensores de pressão esofágica e gástrica. A derivada de Pdi (dPdi/dt)
reflete o impulso respiratório apenas se a transmissão neural e a função do
músculo diafragma estiverem intactas. Como tal, valores altos de dPdi/dt refletem
alto impulso respiratório. Em indivíduos saudáveis, valores dPdi/dt
de 5 cmH2O/s são observados durante a respiração silenciosa. Medida
de dPdi/dt é frequentemente normalizado para o
máximo de Pdi, mas as manobras inspiratórias máximas
raramente são viáveis em pacientes ventilados em UTI. Uma limitação da
utilização de Pdi é que a derivada de Pdi é
específica para o diafragma e, portanto, não incluem músculos inspiratórios
acessórios, os quais são muitas vezes recrutados quando o impulso respiratório
é alto. Calcular a pressão desenvolvida por todos os músculos
inspiratórios (Pmus) pode superar isso. Pmus é
definido como a diferença entre Pes (isto é, substituto
da pressão pleural) e o gradiente de pressão estimado sobre a parede
torácica. Outras medidas do esforço inspiratório são o trabalho
respiratório (WOB) e o produto da pressão x tempo esofágico (PTP), que
mostraram estar intimamente relacionados com a P 0.1. No
entanto, todas as medidas acima requerem manometria esofágica, técnica que
exige perícia no posicionamento do cateter esofágico e interpretação das formas
de onda, tornando-a menos adequada para a prática clínica diária. Outra
limitação importante é o risco de subestimar o impulso respiratório em
pacientes com fraqueza muscular respiratória; apesar de um alto impulso
neural, o esforço inspiratório pode ser baixo.
Ultrassom
de diafragma
Uma estimativa não
invasiva do esforço inspiratório pode ser feita com ultrassom de
diafragma. O espessamento do diafragma durante a inspiração (isto
é, fração de espessamento) mostrou correlação razoável com a PTP diafragmática. No
entanto, a ultrassonografia do diafragma não leva em consideração o
recrutamento dos músculos acessórios inspiratórios e expiratórios, e os
determinantes da fração de espessamento do diafragma requerem investigação
adicional. No entanto, a ultrassonografia de diafragma está prontamente disponível
à beira do leito, tem custo relativamente baixo e não é invasiva e pode,
portanto, ser uma técnica potencialmente promissora para a avaliação do impulso
respiratório.
Pressão nos 100 primeiros milissegundos de Oclusão das Vias Aéreas (P 0.1)
A pressão
de oclusão das vias aéreas em 100 ms (P0,1) é uma medida
prontamente acessível e não invasiva que reflete a descarga dos centros
respiratórios. A P 0,1 é a pressão
estática gerada por todos os músculos inspiratórios contra uma via aérea
obstruída 0,1seg após o início da inspiração. A P 0.1 foi
descrito há mais de 40 anos como uma medida indireta do impulso que aumenta
proporcionalmente a um aumento do CO2 inspiratório e
depende diretamente do estímulo neural (isto é, eletromiografia do diafragma ou
atividade do nervo frênico). Vantagens de P 0.1 são
que oclusões curtas e inesperadas são realizadas em intervalos irregulares, de
modo que não há reação consciente ou inconsciente do paciente (o tempo de
reação normal é > 0,15 s). Em segundo lugar, a manobra em si é
relativamente independente da mecânica respiratória, pelos seguintes motivos:
(1) P 0,1 começa no volume pulmonar
expiratório final (CRF), o que significa que a queda na pressão das vias aéreas
é independente das pressões de recuo do pulmão ou da parede torácica; (2)
uma vez que não há fluxo durante a manobra, P 0.1 não
é afetada pela resistência ao fluxo; e (3) o volume pulmonar durante uma
oclusão não muda (com exceção de uma pequena mudança devido à descompressão
gasosa), o que torna improvável que os reflexos relacionados ao volume vagal ou
as relações força-velocidade dos músculos respiratórios influenciem a pressão
medida. Além disso, a manobra permanece confiável em pacientes com
fraqueza dos músculos respiratórios e em pacientes com vários níveis de PEEP
intrínseca e hiperinsuflação dinâmica. Embora neste último caso possa
existir um atraso importante entre o início da atividade inspiratória e a queda
na pressão das vias aéreas durante uma oclusão expiratória final, mesmo assim ainda
há uma boa correlação com o impulso respiratório. Durante a respiração normal
em indivíduos saudáveis, P 0.1 varia entre 0,5
e 1,5 cmH2O com uma variabilidade respiração a respiração no mesmo sujeito de
50%. Devido a esta variação, é recomendado o uso de uma média de três ou
quatro medidas de P 0.1 para uma
estimativa confiável do drive respiratório. Em pacientes estáveis e não
intubados com DPOC, valores de P 0,1 entre
2,4 e 5 cmH2O foram relatados, e de 3 a 6 cmH2O em
pacientes com síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) recebendo
ventilação mecânica. Um limite superior ideal para P 0,1 foi
3,5 cmH2O em pacientes ventilados mecanicamente; a P 0,1 acima
desse nível está associada ao aumento do esforço muscular respiratório (isto é,
produto pressão-tempo esofágico [PTP]> 200 cmH2O∙s/min). Embora
o P 0.1 esteja prontamente disponível na
maioria dos ventiladores mecânicos modernos, cada tipo de ventilador tem um
algoritmo diferente para calcular P 0.1; alguns
exigem ativação manual da manobra, outros exibem continuamente um valor
estimado com base na fase de disparo do ventilador (ou seja, a diminuição da
pressão medida antes do ventilador ser disparado, extrapolada para 0,1s), seja
ou não calculada em algumas respirações consecutivas. Considerando que a
fase de disparo desses respiradores costuma ser menor que 0,05s, P 0,1 provavelmente
subestima o impulso respiratório verdadeiro, especialmente em pacientes com
alto impulso. A precisão dos diferentes métodos de cálculo ainda precisa
ser investigada. Além disso, é necessário cuidado extra ao interpretar o P 0.1 em
pacientes com atividade muscular expiratória; uma vez que o recrutamento
dos músculos expiratórios resulta em um volume pulmonar expiratório final que
pode cair abaixo da capacidade residual funcional, a diminuição inicial
em P 0,1 durante a próxima inspiração pode não
refletir a atividade muscular inspiratória apenas, mas compreende o relaxamento
dos músculos expiratórios e o recuo de a parede torácica também.
ESTRATÉGIAS
PARA MODULAR O DRIVE RESPIRATÓRIO
Ter como
alvo os níveis fisiológicos de impulso respiratório ou esforço respiratório
pode limitar o impacto do impulso respiratório inadequado nos pulmões,
diafragma, sensação de dispneia e evolução do paciente. No entanto, as
metas ideais e os limites superiores de segurança para o impulso respiratório e
o esforço inspiratório podem variar entre os pacientes, dependendo de fatores
como a gravidade e o tipo de lesão pulmonar (por exemplo, não homogeneidade da
lesão pulmonar), a força máxima do diafragma do paciente e a presença e grau de
inflamação sistêmica.
Modulação
do Suporte do Ventilador
A
ventilação mecânica oferece uma oportunidade única de modular o impulso
respiratório, alterando o nível de assistência inspiratória e a PEEP. As
configurações do ventilador influenciam diretamente a PaO2, a PaCO2 e
a deformação mecânica dos pulmões e do tórax, que são os principais
determinantes do impulso respiratório. Titular o nível de suporte
inspiratório para obter impulso respiratório e esforço respiratório adequados
pode, portanto, ser um método eficaz para prevenir as consequências negativas
do esforço respiratório alto e baixo nos pulmões e no diafragma, embora mais
pesquisas sejam necessárias para determinar os alvos ideais e o impacto de tal
estratégia nos resultados do paciente. Vários estudos avaliaram o efeito de
diferentes níveis de suporte ventilatório no drive respiratório durante a
ventilação mecânica com suporte parcial. Aumentar o suporte inspiratório
reduz impulso respiratório, evidentemente mais visto como redução na amplitude
da EAdi ou na força exercida pelos músculos respiratórios por
respiração. Com a ajuda inspiratória elevada, o esforço respiratório do
paciente pode até cair para praticamente zero. A frequência respiratória
parece muito menos afetada pela modulação do suporte ventilatório (Fig.4).
Fig.4 Influência dos níveis de suporte inspiratório na atividade elétrica do diafragma. Exemplo de um paciente representativo mostrando uma diminuição na atividade elétrica do diafragma (EAdi, em microvolts) em resposta a níveis crescentes de suporte de pressão de suporte (PS)
Se a alteração
do nível de suporte inspiratório tiver pouca ou nenhuma influência no impulso
respiratório do paciente, o médico devera avaliar se o impulso respiratório
elevado se origina de receptores irritantes no tórax, agitação, dor ou
patologias intracerebrais e tratar adequadamente.
Medicamentos
As drogas
podem afetar os centros respiratórios diretamente, ou agir modulando os sinais
aferentes que contribuem para o impulso respiratório. Os opioides, como o
remifentanil, agem nos receptores μ no complexo pré-Bötzinger. O
remifentanil demonstrou reduzir a frequência respiratória, embora tenha pouco
efeito na amplitude do impulso respiratório. O efeito do propofol e dos
benzodiazepínicos é provavelmente mediado pelos receptores do ácido
gamaaminobutírico (GABA), que são amplamente distribuídos no sistema nervoso
central. Em contraste com os opióides, esses medicamentos reduzem a
amplitude do impulso respiratório, embora tenham pouco efeito na frequência
respiratória. Os agentes de bloqueio neuromuscular (BNM) bloqueiam a
transmissão do sinal na junção neuromuscular. Esses agentes não controlam
o impulso per se, mas podem ser usados para reduzir a produção
mecânica dos músculos respiratórios. Altas doses de BNM impedem
completamente o esforço respiratório, o que pode proteger contra os efeitos do
esforço respiratório prejudicialmente alto, mas também pode contribuir para a
atrofia do diafragma. Uma estratégia usando baixa dose de BNM para induzir
o bloqueio neuromuscular parcial permite a descarga eficaz dos músculos
respiratórios sem causar inatividade muscular. O bloqueio neuromuscular
parcial de curto prazo é viável em pacientes ventilados.
Remoção extracorpórea
de CO2 (ECCO2R)
ECCO2R
(também conhecido como oxigenação por membrana extracorpórea de baixo fluxo)
pode ser aplicado para facilitar a ventilação de proteção pulmonar em pacientes
com insuficiência hipoxêmica e acidose respiratória devido a baixos volumes
correntes. ECCO2R mostrou reduzir o impulso respiratório (EAdi e P mus)
em pacientes com SDRA e em pacientes com exacerbação aguda de DPOC. A
viabilidade, segurança e eficácia do ECCO2R em pacientes com
insuficiência respiratória aguda, a fim de limitar o impulso respiratório
excessivo, precisam de mais investigações. Esta estratégia é provavelmente mais
complexa, pois as descargas podem ser parcialmente independente da PaCO 2 (por
exemplo, se o reflexo de Hering-Breuer estiver sobrecarregado), e outras
disfunções orgânicas e sepse podem complicar o quadro clínico.
CONCLUSÃO
O entendimento da
fisiologia do drive respiratório e suas modulações/alterações podem ajudar no monitoramento
da estratégia ventilatória de um paciente crítico. Diante da existência de
assincronias entre o paciente e o ventilador, importante se faz avaliar se essa
patologia pode ser devida a existência ou não de um drive respiratório elevado
ou baixo. Para tanto, a avaliação clínica auxiliada por ferramentas de fácil uso
como a P0.1 e a ultrassonografia do diafragma poderão auxiliar a beira leito
essa avaliação. Entretanto, há que se levar em consideração também que o drive
respiratório pode ser desencadeado de forma reversa por estímulos externos, alheios
aos mecanismos fisiológicos. Medicamentos, níveis de PaCO2 e PaO2, podem agir
dieta ou indiretamente no estímulo ou depressão dos centros respiratórios. Receptores
de estiramento podem ocasionalmente acionar de forma aferente o centro
respiratório gerando disparos reversos, pelo que o uso da análise do drive
respiratório deverá sempre ser feitos dentro do contexto e estado de cada
paciente crítico.
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