domingo, 27 de dezembro de 2020


 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 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 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 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 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) 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, 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, 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 0.1 para uma estimativa confiável do drive respiratório. Em pacientes estáveis ​​e não intubados com DPOC, valores de 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 0,1 foi 3,5 cmH2O em pacientes ventilados mecanicamente; a 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 0.1 esteja prontamente disponível na maioria dos ventiladores mecânicos modernos, cada tipo de ventilador tem um algoritmo diferente para calcular 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, 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 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 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 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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