FLÁVIO DANILO MUNGO PISSULIN1, ALCIDES GUIMARÃES2, LÚCIO BENEDICTO KROLL3, MICHEL JORGE CECÍLIO1
Objetivo: Analisar os efeitos da pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP) sobre os parâmetros
espirométricos, capacidade vital forçada (CVF) e volume expiratório forçado no primeiro segundo
(VEF1), freqüência respiratória (f), saturação de O2 (SaO2), freqüência cardíaca (fc), pressão arterial
sistólica (PAS) e diastólica (PAD). Materiais e métodos: Nove indivíduos do sexo masculino,
portadores de DPOC, foram submetidos a atividade física em esteira ergométrica utilizando-se a CPAP
com FiO2 a 30% e em ar comprimido, sendo verificada a CVF e o VEF1 ao repouso e após o término da
atividade física e a f, a SaO2, a fc, a PAS e PAD ao repouso e durante a atividade física. Resultados:
Com a aplicação da CPAP com FiO2 a 30% e em ar comprimido as médias da CVF foram
significativamente maiores (2,13 ± 0,38 x 2,27 ± 0,52 e 1,90 ± 0,51 x 2,10 ± 0,46,
respectivamente), o VEF1 aumentou (0,60 ± 0,21 x 0,90 ± 0,33) ao aplicar a CPAP em ar comprimido,
as médias da f e da fc foram significativamente menores (α = 0,05) nas duas situações estudadas e a
média da SaO2 foi significativamente maior ao usar a CPAP com FiO2 a 30% (α = 0,05). Conclusão: Ao
utilizar a CPAP, nas duas situações estudadas, a CVF aumentou, de maneira transitória, o que ocorreu
com o VEF1 somente com a aplicação da CPAP em ar comprimido, a f e a fc diminuíram e a SaO2
apresentou maior média ao ser aplicada a CPAP com FiO2 a 30%. (J Pneumol 2002;28(3):131-136)
Use of continuous positive airway pressure (CPAP) during physical activities on
an ergometric treadmill performed by individuals with chronic obstructive
pulmonary disease (COPD): comparison with the use of oxygen
Objective: To analyze the effects of the continuous positive airway pressure (CPAP), with 30% of
FiO2 and in compressed air, used during the performance of submaximal physical activity on an
ergometric treadmill. Materials and methods: Nine male individuals with COPD were submitted
to physical activity on the ergometric treadmill using CPAP with 30% FiO2 .The authors evaluated
the behavior of the spirometric parameters, the forced vital capacity (FVC), the forced expiratory
volume in the first second (FEV1) before and after physical activity, the respiratory frequency (f),
the arterial oxygen saturation (SaO2), the cardiac frequency (cf), the systolic arterial pressure (SAP),
and the diastolic arterial pressure (DAP) at rest and during physical activity. Results and
conclusion: Results have shown that, when using CPAP in both situations analyzed, there has
been an increase in the FVC and a decrease in f and in cf with statistically significant difference
(α = 0.05). SaO2 has showned a significantly higher mean when CPAP was used with 30% of FiO2
(α = 0.05). The FEV1, the SAP and DAP have maintained the same value in the statistical analyses.
ARTIGO ORIGINAL
* Trabalho realizado no setor de Fisioterapia em Pneumologia e Cardiologia
do Hospital Universitário “Dr. Domingos Leonardo Cerávolo”,
Presidente Prudente, SP. Órgão Financiador: Programa de Capacitação
de Docentes da Unoeste – PROBIC.
1. Professor de Fisioterapia Respiratória e Cardiovascular.
2. Professor Titular de Fisiologia e Biofísica.
3. Professor de Bioestatística.
Endereço para correspondência – Rua Benedito Garcia Borges, 123 –
19025-140 – Presidente Prudente, SP. Tel. (18) 221-1082.
Recebido para publicação em 20/6/01. Aprovado, após revisão,
em 18/3/02.
INTRODUÇÃO
A dispnéia é o maior desafio para um indivíduo portador
de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), durante
a realização de suas atividades de vida diária. Alguns
fatores são responsáveis por esse déficit respiratório,
entre eles, a destruição parcial do tecido pulmonar,
que acarreta diminuição da área de troca gasosa, o colapso
precoce das vias aéreas e o aumento da complacência
pulmonar, levando a alterações no funcionamento dos
músculos respiratórios, o que eleva o custo da respiração(
1).
Os problemas existentes ao repouso agravam-se durante
a realização de atividade física. A necessidade do
aumento da freqüência respiratória para potencializar a
ventilação alveolar e aumentar a captação de oxigênio
(O2) gera, em indivíduos com DPOC, hiperinsuflação dinâmica(
2-4).
A reabilitação pulmonar, nesses casos, não visa a melhora
direta nos níveis da função pulmonar, mas a diminuição
da dispnéia e melhor capacidade para a realização
de exercícios, através da possibilidade da mudança
nas propriedades bioquímico-fisiológicas das fibras musculares(
5). Pacientes com DPOC grave apresentam grande
perda na função pulmonar e, como conseqüência, incapacidade
física grave, com dificuldade para a realização
de treinamento físico.
A pressão positiva contínua nas vias aéreas (CPAP) exerce
ação sobre o fechamento precoce das vias aéreas e sobre
o trabalho muscular respiratório em indivíduos portadores
de DPOC em insuficiência respiratória aguda(6-8).
Este estudo visa avaliar aspectos fisiopatológicos do uso
da CPAP em portadores de DPOC sobre os parâmetros espirométricos,
freqüência respiratória (f), saturação arterial
de oxigênio (SaO2), freqüência cardíaca (fc), pressão
arterial sistólica (PAS) e diastólica (PAD), antes e após os
portadores de DPOC serem submetidos à atividade física
em esteira ergométrica.
MATERIAL E MÉTODOS
Para a realização do presente trabalho, foram selecionados
nove indivíduos do sexo masculino, com idade média
de 69,7 anos, todos portadores de doença pulmonar
obstrutiva crônica, ex-tabagistas, apresentando os seguintes
valores individuais de VEF1: 0,70, 0,37, 0,83, 0,41,
0,79, 1,03, 0,87, 0,81, 1,66, com média de 0,83L
(± 0,38L), verificados anteriormente à realização do primeiro
teste. Após as explicações necessárias, os indivíduos
assinaram termo de consentimento para participar
da pesquisa, que somente foi realizada após parecer favorável
emitido pelo Comitê de Ética em Pesquisa da
Unoeste.
No setor de reabilitação pulmonar do Hospital Universitário
“Dr. Domingos Leonardo Cerávolo”, foram realizados,
em cada indivíduo, os seguintes procedimentos:
– solicitou-se que se mantivessem em repouso, sentados,
por 10 minutos;
– foi verificada a fc através do método palpatório da
artéria radial;
– verificou-se a f, através da observação da caixa torácica;
– em seguida, observaram-se a PAS e PAD por método
não-invasivo, auscultatório, utilizando-se estetoscópio (Littmann,
modelo Cardiology II SE) e esfigmomanômetro
(Labtton);
– a SaO2 foi verificada através de método não invasivo,
utilizando-se a oximetria de pulso (Criticare modelo 504);
– a prova de função pulmonar foi realizada em espirômetro
VT 130 SL, acoplado ao microcomputador, com
programa Spiromatic 4.0, com o paciente em posição
ortostática, sendo solicitada inspiração máxima e, posteriormente,
expiração máxima forçada, para obtenção dos
parâmetros espirométricos e determinação do tipo e grau
de distúrbio ventilatório, segundo Pereira et al.(14) e, conseqüentemente,
os valores da CVF e do VEF1, para posterior
análise.
Siglas e abreviaturas utilizadas neste trabalho
bpm – Batimento por minuto
cmH2O – Centímetros de água
CO2 – Dióxido de carbono
CPAP – Pressão positiva contínua nas vias aéreas
CVF – Capacidade vital forçada
DPOC – Doença pulmonar obstrutiva crônica
f – Freqüência respiratória
fc – Freqüência cardíaca
FiO2 – Fração inspirada de oxigênio
ipm – Incursões por minuto
mlO2/l vent. – Mililitros de oxigênio por litro de ventilação
mmol/l – Milimol por litro
O2 – Oxigênio
PAD – Pressão arterial diastólica
PAS – Pressão arterial sistólica
PEEP – Pressão positiva expiratória final
PEEPi – Pressão positiva expiratória final intrínseca
PIP – Ponto de igual pressão
SaO2 – Saturação arterial de oxigênio
VEF1 – Volume expiratório forçado no primeiro segundo
VNI – Ventilação não invasiva
Descritores – Teste de esforço. Volume expiratório forçado. Capacidade
vital. Espirometria. Freqüência cardíaca. Pneumopatias obstrutivas.
Respiração com pressão positiva.
Key words – Exercise test. Forced expiratory volume. Vital capacity.
Spirometry. Heart rate. Obstructive lung diseases. Positive-pressure
respiration.
Para a realização da atividade física, foi calculada a freqüência
cardíaca de treinamento (FCt), através da fórmula
descrita por Karvonen et al.(15), sendo que a percentagem
de trabalho foi fixada em 60% para todos os indivíduos.
Em seguida, os pacientes foram conduzidos até a esteira
ergométrica (Unisen, modelo Star Trac), regulada a
uma velocidade e inclinação para que se atingisse a freqüência
cardíaca de treinamento, mantendo-se por no
máximo 15 minutos, sendo que, na presença de sinais e
sintomas de descompensação ou fadiga, a atividade física
era interrompida. A velocidade e a inclinação necessárias
para obter a FCt e, como conseqüência, manter a mesma
atividade física submáxima foram as mesmas na situação
sem aplicação da CPAP, CPAP com FiO2 a 30% e CPAP em
ar comprimido.
Durante a atividade física, na esteira ergométrica, foram
verificadas a fc, PAS e PAD, a f a SaO2, nos tempos de
3, 6, 9, 12 e 15 minutos, porém, quando era necessária
a interrupção da atividade, anotavam-se os dados até o
momento da intervenção.
Ao término de cada sessão de atividade física na esteira
era realizada uma nova prova de função pulmonar,
idêntica à anterior.
Após uma semana da realização desses procedimentos
experimentais, os indivíduos retornaram e foram submetidos
à mesma seqüência anterior, porém, durante a atividade
física, na esteira ergométrica, foi aplicada CPAP, de
fluxo contínuo, acoplado a fluxômetro de oxigênio (O2),
utilizando-se fração inspirada de O2 (FiO2) a 30%, via máscara
fascial, com válvula de pressão positiva expiratória
final (PEEP), entre 4 e 6cmH2O. Posteriormente, aplicouse
CPAP com as mesmas características, porém, sem a
utilização de FiO2 de 30%, ou seja, utilizou-se CPAP a 21%
de FiO2 (em ar comprimido).
Para a análise dos valores da CVF e VEF1, sem e com
CPAP, em situação pré e pós-atividade física e para o tempo
de atividade física foi utilizado o teste t de Student,
aplicado para pares combinados, conforme o descrito em
Hoel(16).
As observações da f, SaO2, fc, PAS e PAD, em função do
tempo de uso da esteira (repouso, 3’, 6’, 9’, 12’, 15’),
foram analisadas estatisticamente por um delineamento
inteiramente casualizado, num esquema fatorial com dois
fatores (A: sem uso e com uso de CPAP; B: tempo de uso
da esteira, ou seja, repouso, 3’, 6’, 9’, 12’, 15’), totalizando
12 tratamentos.
RESULTADOS
Verificou-se que a comparação entre as médias da CVF
(Figura 1), pré e pós-atividade física, sem a aplicação de
CPAP, produziu um valor de t igual a 0,15, o que permite
afirmar que a diferença que ocorreu entre as respectivas
médias não foi estatisticamente significativa, porém, a
comparação entre as médias da CVF pré e pós, com a
aplicação da CPAP com FiO2 de 30%, produziu um valor
de t igual a –2,25, mostrando que a diferença entre as
médias foi estatisticamente significativa, o que também
ocorreu quando da aplicação da CPAP em ar comprimido
(t = –1,39).
Com relação ao VEF1 (Figura 2), não houve diferença
estatisticamente significativa ao realizar atividade física sem
a aplicação da CPAP (t = –1,5) e ao aplicar CPAP com FiO2
a 30% (t = –1,5). Porém, a aplicação da CPAP com ar
comprimido produziu diferença significativa (t = –4,17).
Como mostra a Figura 3, as médias da f, ao repouso,
demonstram valores estatisticamente semelhantes, ao
passo que aos 3, 6, 9, 12 e 15 minutos de atividade física
as médias foram significativamente inferiores quando se
utilizou CPAP com FiO2 a 30% e CPAP com ar comprimido
(α = 0,05). Pode-se observar a tendência a taquipnéia
quando não foi utilizada a CPAP e, ao contrário, estabilidade
nas médias da f quando do uso da CPAP nas duas
situações estudadas.
A comparação entre as médias da SaO2 (Figura 4) demonstrou
diferença estatisticamente significativa, sendo
que o uso da CPAP com FiO2 a 30% produziu a maior média,
98,1%, contra 94,5% sem a aplicação da CPAP e 92,4%
quando se utilizou CPAP em ar comprimido (α = 0,05). A
comparação entre as médias ao repouso, 3, 6, 9, 12 e
15 minutos demonstrou semelhança entre as três situações
analisadas.
A comparação entre as médias da fc (Figura 5), durante
atividade física em esteira, mostrou diferença significativa,
com média de 98,7bpm, quando se utilizou CPAP
com ar comprimido, seguido de 104,7bpm com CPAP e
FiO2 a 30% e 111,8bpm, quando a atividade física foi realizada
sem CPAP. As médias, ao repouso e entre os tempos
de atividade física, foram semelhantes. Quando comparado
o repouso com os tempos de atividade física (3,
6, 9, 12 e 15 minutos), observam-se valores de fc estatisticamente
menores ao repouso nas três situações estudadas
(α = 0,05).
Com relação à PAS e PAD, foram observados valores
estatisticamente semelhantes nas três situações estudadas.
DISCUSSÃO
A dificuldade encontrada para a realização de treinamento
físico em indivíduos portadores de DPOC cria uma
expectativa em buscar alternativas que, efetivamente,
contribuam para melhorar o desempenho durante os treinamentos
e, possivelmente, melhorar a qualidade de vida
desses pneumopatas.
A literatura tem demonstrado que a utilização da oxigenioterapia
com cateter nasal pode auxiliar na realização
de exercícios físicos, em indivíduos portadores de DPOC
que apresentam níveis de SaO2 ≤ 90%(18). Porém, na prática
clínica, tem-se observado que, em muitas situações, a
utilização da mesma traz desconforto e dificuldade para
atingir a freqüência cardíaca de treinamento, necessária
para que os efeitos da atividade física aeróbica sejam obtidos(
9,10). Dessa forma, vários estudos(11-13,17) vêm sendo
realizados para observar os efeitos das técnicas de ventilação
não-invasiva nessas situações.
Na análise dos índices obtidos nas provas de função
pulmonar, em particular a CVF obtida 15 minutos após o
término da atividade física (CVF pós-atividade física) nas
duas situações estudadas e comparada com a fase préatividade
física, houve maior diferença entre os valores, o
que não ocorreu quando a atividade física foi realizada na
ausência da CPAP. Apesar de o aumento da quantidade de
ar expirado ter sido estatisticamente significativo, não se
pode cometer o erro de pensar que isso tenha significância
de prova broncodilatadora positiva, até porque não
foi utilizado nenhum tipo de fármaco; mas é razoável a
idéia de que a melhora da quantidade de ar exalado possa
ter contribuído para a realização do exercício físico, uma
vez que os níveis da f foram significativamente menores.
É importante relembrar a equação do volume minuto pulmonar,
que é obtido a partir do produto do volume corrente
pela freqüência respiratória. A hiper-reatividade das
vias aéreas, que eleva a resistência das mesmas, é um
problema que pode acontecer durante a prática de exercícios(
18,20). Essa ocorrência, comum a indivíduos portadores
de DPOC, provavelmente foi evitada pela aplicação
da PEEP, que estabiliza as vias aéreas, evitando colapsos(8).
O’Donnel et al.(11) observaram, de maneira semelhante,
a melhora do volume expiratório ao aplicarem CPAP, durante
atividade física em bicicleta ergométrica, com pressão
entre 4 e 5cmH2O.
O VEF1, que analisa o volume de ar exalado em um
segundo, durante a manobra da CVF, não apresentou o
mesmo comportamento estatístico que a CVF, permanecendo
sem diferença significativa, sem e com a aplicação
da CPAP com FiO2 a 30%, sendo que, em ar comprimido,
a média de VEF1 aumentou significativamente após a atividade
física. Porém, quando se utilizou a CPAP com FiO2 a
30%, observou-se aumento mais evidente do VEF1 quando
comparado com a situação sem CPAP (Figura 2). As
possibilidades aventadas durante a discussão da CVF podem
também ter sido as causas do aumento do VEF1 quando
se utilizou a CPAP.
Devemos ressaltar que o estado pré-atividade física referente
aos parâmetros espirométricos CVF e VEF1 (Figuras
1 e 2) apresentou valores médios menores quando da
aplicação da CPAP nas duas situações estudadas, provavelmente
por maior resistência das vias aéreas e, mesmo
assim, os indivíduos conseguiram realizar a atividade física
com a mesma intensidade de esforço e com menor f e
fc. Pode-se observar que ocorreu maior diferença entre
as médias pré e pós-atividade física, tanto da CVF como
de VEF1, ao utilizar a CPAP, apesar da insignificância estatística
da diferença das médias de VEF1 quando se aplicou
a CPAP com FiO2 a 30% (Figura 2).
O aumento da f durante a realização de atividade física
pode diminuir o tempo expiratório, ocorrendo a necessidade
de utilizar os músculos expiratórios na tentativa de
vencer o aumento da resistência nas vias aéreas em portadores
de DPOC. Porém, esse mecanismo fisiológico, que
busca a manutenção de bom volume corrente, esbarra na
presença do colapso precoce das vias aéreas, adiantando
o ponto de igual pressão para vias aéreas de menor calibre,
levando à instalação da hiperinsuflação pulmonar(1,2,4).
Neste estudo, tanto a aplicação da CPAP com FiO2 de 30%,
como em ar comprimido, gerou níveis de f estatisticamente
menores (α = 0,05), quando comparados com o
controle (Figura 3). Isso pode refletir a interferência da
PEEP sobre o ponto de igual pressão, retardando o fechamento
precoce das vias aéreas, mantendo um bom volume
corrente e impedindo a formação da hiperinsuflação
dinâmica. Petrof et al.(12) não observaram diferenças significantes
em relação a f. Provavelmente, o uso da PEEP
entre 7,5 e 10cmH2O foi excessivo e não evitou a hiperinsuflação
pulmonar, o que ficou demonstrado pelo mesmo
estudo, haja vista que o trabalho dos músculos abdominais
aumentou durante a aplicação da CPAP. O mesmo foi
demonstrado por Bianchi et al.(17) que, apesar de usarem
PEEP de 6cmH2O, utilizaram a bicicleta como ergômetro.
Na posição sentada, os níveis de CRF são mais baixos(19)
e, por isso, os níveis de PEEP ideal devem ser menores
ainda.
A comparação entre as médias da SaO2, que produziu
maiores níveis ao utilizar CPAP com FiO2 a 30% (98,1%),
provavelmente ocorreu devido à utilização de níveis de
oxigênio supra-atmosféricos, uma vez que, ao utilizar CPAP
em ar comprimido, não foi possível manter os mesmos
níveis (92,4%), sendo que a realização da atividade física
sem a aplicação de CPAP obteve média de 94,5%. A ação
da PEEP pode não ter interferido sobre a quantidade de ar
inspirado fresco, disponível para a troca gasosa (ventilação
alveolar)(1), mas, provavelmente, alterou o volume total
de ar que deixa o pulmão a cada minuto(1), proporcionando
maior exalação de CO2, evitando seu acúmulo nos alvéolos
e conseqüente aumento em nível sistêmico, o que
geraria acúmulo de lactato e fadiga muscular. Essa afirmação
baseia-se no fato de que, durante a atividade física,
sem a utilização da CPAP, a mesma foi interrompida
em três indivíduos, na fase de déficit de O2, por fadiga, ao
passo que, com a utilização da CPAP, nas duas situações
estudadas, isso não ocorreu, prolongando-se o tempo de
atividade física.
A utilização de O2 durante atividade física é preconizada
quando se têm níveis de SaO2 ≤ 90%(18). Porém, a sensação
de dispnéia é variável e pode interferir sobre a realização
da atividade física. O’Donnell et al.(11) não analisaram
a SaO2, ao aplicar CPAP com pressões entre 4 e
6cmH2O, durante atividade física em bicicleta ergométrica,
porém, utilizaram FiO2 de 30% e verificaram que a
sensação de dispnéia diminuiu significativamente, ao empregar
CPAP.
A atividade física, em indivíduos portadores de DPOC,
pode promover hiperinsuflação dinâmica e, como conseqüência,
aumento da pressão intratorácica e do volume
alveolar, aumento da resistência vascular pulmonar, diminuição
do retorno venoso, bem como compressão direta
do coração, pela expansão pulmonar, alterando a complacência
ventricular(4,7).
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