Discussão
Patientes com DPOC hipercápnicos conseguiram uma activação quase completa do seu diafragma durante esforços voluntários máximos, enquanto que pacientes com normocapnia exibiram uma activação mais baixa e variável.
A resposta do débito motor respiratório a um aumento agudo da procura ventilatória, avaliado através do cálculo da relação de repouso P0,1 a P0,1 registada no final da re-respiração de CO2, foi de magnitude semelhante nos dois grupos de doentes, com considerável sobreposição entre os doentes normocápnicos e hipercápnicos. Estes dados sugerem que a reserva do centro respiratório é verdadeiramente equivalente em doentes hipercápnicos e normocápnicos ou que o rácio de repouso P0,1 a P0,1 no final de um desafio hipercápnico não é suficientemente sensível para identificar uma diferença na reserva.
Outra abordagem semelhante para avaliar a resposta do débito motor respiratório a um aumento agudo da procura ventilatória é medir a resposta de P0,1 a CO2 durante uma manobra de re-respiração. A maioria dos investigadores relatou que a inclinação desta resposta é deprimida em doentes hipercápnicos 6, mas cerca de 18, como os actuais autores (fig. 1⇑), encontraram declives equivalentes aos dos doentes normocápnicos. Uma limitação grave deste índice de impulso respiratório é que a pressão das vias respiratórias pode subestimar substancialmente a pressão intratorácica em pacientes com DPOC, porque a constante de tempo do sistema respiratório é aumentada. O problema é agravado durante a re-respiração pelo aumento progressivo do volume pulmonar, causando uma diminuição do comprimento muscular inspiratório, e por um recuo positivo do sistema respiratório no fim da expiração 9. Um problema mais fundamental é que a inclinação do paciente pode atravessar a linha de resposta normal 19; pontos de dados que se encontram à esquerda do cruzamento implicam que a pulsação é supranormal, enquanto que pontos à direita implicam uma pulsação embotada.
A pulsação neural para o diafragma durante a carga pode ser avaliada utilizando a técnica de interpolação de torção 10, 11, 20, 21. Em coelhos, Ferguson 10 descobriu que as medições do grau de activação do diafragma, quantificadas com a técnica de interpolação de torção, estavam intimamente correlacionadas com as gravações do electronoeurograma do nervo frênico (r2=0,80-0,96). A técnica de interpolação de torção é extremamente sensível, e quando executada cuidadosamente, pode detectar tão pouco como uma alteração de 1% na pressão de torção 22. Uma atracção adicional é que os valores de activação diafragmática são independentes da alteração no volume pulmonar acima da capacidade residual funcional 23. Consequentemente, a activação diafragmática de medição, em termos do índice de activação voluntária, tem várias vantagens sobre os índices mais comummente utilizados de impulso respiratório, incluindo P0.1 e a sua resposta à re-respiração de CO2.
Em 10 sujeitos saudáveis, Allen et al. 11 descobriram que o valor médio±sd do índice de activação voluntária do diafragma era de 88±12%. O valor médio do índice nos doentes normocápnicos do presente estudo (88,5±1,9%) era equivalente ao dos indivíduos saudáveis, mas os doentes hipercápnicos tinham um valor mais elevado (94,5±0,7%). Os valores durante vários esforços máximos nos indivíduos bem motivados do estudo de Allen et al. 11 apresentaram uma dispersão considerável dentro do sujeito (intervalo de valores do índice, 40-100%). A dispersão de valores dentro do sujeito foi menor nos pacientes normocápnicos do presente estudo (variação, 71,3-97,9%) do que nos indivíduos saudáveis do estudo de Allen et al. 11, e menor novamente nos pacientes hipercápnicos do presente estudo (variação, 85,4-100%; p=0,01). A menor dispersão nos doentes mais graves (com hipercapnia e um aumento da carga mecânica) é semelhante à diminuição observada na variabilidade natural da frequência cardíaca e do padrão respiratório nos estados patológicos 24, 25,
p>variáveis transversais modulam a extensão da activação voluntária do diafragma. A dor que surge no músculo ou na pele pode diminuir a activação voluntária 26, mas não há razão para suspeitar deste factor nos pacientes do presente estudo. Um baixo volume pulmonar deprime a activação voluntária 23, mas os volumes pulmonares foram equivalentes nos actuais grupos de doentes (quadro 1⇑). A hipoxemia modula o impulso respiratório 9, 27 e, embora os doentes hipercápnicos fossem mais hipoxémicos, não foi observada qualquer correlação significativa entre o índice de activação voluntária e Pa,O2. O índice de activação voluntária foi positivamente correlacionado com Pa,CO2 e negativamente correlacionado com o pH (fig. 4⇑). Do mesmo modo, o índice de activação voluntária foi reportado como aumentando com a tensão de dióxido de carbono (PCO2) durante a carga resistiva inspiratória 28. Estas observações sugerem que a acidose respiratória crónica pode permitir aos pacientes hipercápnicos com DPOC gerar uma activação voluntária aumentada do diafragma.
Que tanto o índice de activação voluntária como o Pa,CO2 foram positivamente correlacionados com Edyn/Pdi,max (fig. 4⇑) sugere que a capacidade dos pacientes hipercápnicos de recrutar mais completamente o diafragma durante a carga aguda representa uma resposta adaptativa a uma carga mecânica cronicamente aumentada. Existem provas para apoiar a observação de que o impulso respiratório não é prejudicado em doentes hipercápnicos. Em pacientes com DPOC, as frequências mais elevadas de descarga motora diafragmática durante a respiração em repouso pareciam ocorrer em pacientes com os níveis mais elevados de Pa,CO2, embora os autores não se tenham esforçado por determinar se as frequências de descarga diferiam entre pacientes hipercápnicos e normocápnicos 29. Em indivíduos saudáveis que sustentam uma carga resistiva inspiratória, McKenzie et al. 28 observaram que o desenvolvimento da hipercapnia foi acompanhado por um aumento do índice de activação voluntária do diafragma.
Não é claro qual a vantagem, se alguma, do aumento da activação voluntária do diafragma para os doentes hipercápnicos com DPOC. Quando confrontado com uma carga mecânica elevada, o aumento da activação muscular predispõe a lesão muscular diafragmática 30. A desregulação do débito motoneuronal respiratório foi postulada como uma estratégia adaptativa útil para evitar lesões estruturais face a uma carga elevada 9, 13, e essa desfacilitação foi mesmo denominada “sabedoria central”. Os pacientes com DPOC que são incapazes de aumentar o impulso neural durante uma deterioração da sua doença são, no entanto, propensos à hipoventilação e à hipoxemia letal. Num estudo recente de pacientes com DPOC que falharam num ensaio de desmame da ventilação mecânica, verificou-se que os pacientes desenvolveram um >40% de aumento do esforço muscular inspiratório à medida que desenvolviam uma insuficiência respiratória progressiva 13. Ou seja, quando confrontados com um aumento agudo da carga mecânica, os pacientes com DPOC não reduzem a activação muscular inspiratória, apesar da vantagem teórica de o fazerem. No entanto, os sujeitos humanos submetidos a uma carga extrema podem ter cada vez mais dificuldade em manter a activação voluntária total dos seus músculos à medida que se desenvolve a fadiga progressiva, ou seja, experimentam fadiga central 21. Estudos em animais 27, 31 também sugerem que a carga extrema resulta em depressão de impulso para os músculos inspiratórios.
p>Embora seja difícil separar as contribuições de impulso voluntário e involuntário para as motoneuronas respiratórias durante a carga externa, algumas evidências sugerem que os centros respiratórios bulbopontine não activam totalmente o diafragma mesmo quando o impulso químico para respirar é elevado 27, 32. O córtex motor humano projecta-se directa e extensivamente para o diafragma 33 e está implicado na produção de esforços inspiratórios voluntários 34. Assim, como Allen et al. 11 notaram, o impulso voluntário para o diafragma pode ser uma defesa importante contra o desenvolvimento da hipoventilação durante a carga respiratória extrema, como pode ocorrer com uma exacerbação da DPOC. Se alguns doentes que sofrem de uma exacerbação grave da DPOC desenvolverem fadiga central progressiva, aqueles em que o índice de activação voluntária já é baixo ficarão em desvantagem em comparação com os doentes com um índice de activação voluntária pré-existente mais elevado, uma vez que as oscilações de pressão inspiratória no primeiro caso podem diminuir rapidamente para níveis não suficientes para sustentar a ventilação alveolar. Esta situação é análoga à dos pacientes com poliomielite prévia que exibiram uma diminuição da resistência muscular dos membros durante um protocolo de fadiga em comparação com indivíduos saudáveis, em parte devido a um maior grau de fadiga central, que, por sua vez, parece resultar de uma deficiência na activação voluntária dos músculos 35. Por outras palavras, os pacientes com uma carga mais elevada nos seus músculos respiratórios podem ter aprendido a activar completamente o seu diafragma numa base intermitente. Esta capacidade de alcançar a activação total do diafragma é susceptível de proporcionar uma vantagem de sobrevivência ao paciente com DPOC que se vê confrontado com um aumento da carga mecânica e um agravamento das trocas gasosas.
Linhas de evidência indirectas sugerem que a extensão da activação voluntária do diafragma que os pacientes com DPOC podem alcançar, embora clinicamente estáveis, poderia influenciar a sua capacidade de manter a ventilação alveolar durante uma exacerbação. Em primeiro lugar, verificou-se que um aumento de Pa,CO2 durante uma exacerbação da DPOC foi maior em pacientes normocápnicos quando clinicamente estáveis do que em pacientes hipercápnicos quando clinicamente estáveis 36. Esta observação sugere que o controlador respiratório recruta os músculos inspiratórios em menor grau em pacientes que eram normocápnicos do que naqueles que eram hipercápnicos (quando ambos eram clinicamente estáveis). Em segundo lugar, a hipoxemia no momento da admissão hospitalar por uma exacerbação era menos grave em doentes normocápnicos quando clinicamente estáveis do que em doentes hipercápnicos quando clinicamente estáveis 36. Esta observação apoia a noção de que a troca de gás está mais gravemente comprometida nos doentes hipercápnicos do que nos normocápnicos. Consequentemente, quando pacientes com hipercapnia de longa data sofrem uma exacerbação aguda da DPOC, a sua única opção é recrutar ao máximo os seus músculos inspiratórios, ou enfrentar uma hipoxemia com risco de vida. Em terceiro lugar, a mortalidade secundária a uma exacerbação não está ligada ao nível absoluto de hipercapnia, mas ao grau de acidose 37, 38. Estas observações sugerem que a incapacidade de manter uma ventilação alveolar adequada através do recrutamento quase completo dos músculos respiratórios pode contribuir para a mortalidade.
Em conclusão, durante um aumento agudo da carga inspiratória, os pacientes com doença pulmonar obstrutiva crónica e hipercapnia foram capazes de activar o diafragma mais completamente do que os pacientes com a doença e normocapnia. Se um maior recrutamento diafragmático durante as exacerbações graves da doença pulmonar obstrutiva crónica proporciona uma vantagem de sobrevivência permanece por determinar.