Os pulmões e o coração estão irrevogavelmente ligados nas suas funções de transporte de oxigénio e CO2. O comprometimento funcional dos pulmões muitas vezes afeta a função cardíaca, e o comprometimento funcional do coração muitas vezes afeta a função pulmonar. Em pacientes com insuficiência cardíaca congestiva crônica (ICC), a dispnéia de esforço é um sintoma comum, e o esforço ventilatório é aumentado em uma determinada carga de trabalho de exercício, apesar dos gases normais do sangue arterial. Nesta questão da Circulação, o aumento da ventilação por esforço em insuficiência cardíaca é relatado como contendo informações prognósticas que vão além do que é fornecido pela absorção máxima de oxigênio (V̇o2max), fração de ejeção do ventrículo esquerdo ou pela classificação funcional da NYHA.1 Seus dados indicam que a inclinação com que a ventilação aumenta em relação à produção de CO2 durante o exercício incremental, isoladamente ou em combinação com V̇o2max, fração de ejeção do ventrículo esquerdo e classificação da NYHA, pode ser uma ferramenta sensível para prever a sobrevida livre de eventos de pacientes com insuficiência cardíaca. Tal ferramenta pode ser importante para avaliar a necessidade de transplante cardíaco ou para acompanhar a eficácia das medidas terapêuticas; pode ser avaliada em cargas de trabalho submáximas e é mais fácil de medir do que V̇o2max.

A alta ventilação (V̇e) com relação à produção de CO2 (V̇co2) na ICC não é uma observação nova,23456 mas sua potencial utilidade como ferramenta prognóstica para avaliar a gravidade da ICC é relativamente nova. Talvez ainda mais importante, no entanto, é o que os estudos de Kleber et al,1 usando essa ferramenta, nos dizem sobre a troca gasosa prejudicada na ICC e sua relação com a troca gasosa prejudicada na doença pulmonar.

Porque o alto nível de acionamento ventilatório na insuficiência cardíaca pode prever a sobrevida, ele deve conter informações importantes sobre como a disfunção ventricular esquerda afeta tanto o controle pulmonar quanto o controle ventilatório. A primeira coisa que precisamos examinar, então, é quais informações básicas estão contidas na inclinação da relação entre ventilação (V̇e) e produção de CO2 (V̇co2). A equação alveolar modificada7 descreve concisamente os determinantes do declive com que V̇e se eleva em relação a V̇co2:

A relação entre V̇e e V̇co2 pela Equação 1 é linear em uma ampla faixa, e sua inclinação é determinada por apenas 2 fatores: (1) o comportamento da tensão arterial de CO2 durante o exercício e (2) a relação Vd/Vt. Se o Paco2 for impulsionado para baixo por um drive ventilatório elevado de quimiorreceptores periféricos ou por ergorreceptores no músculo esquelético, a inclinação da relação V̇e/V̇co2 aumentará, ou se o Vd/Vt for elevado, a inclinação V̇e/V̇co2 aumentará. O aumento do ganho de quimiorreceptor é frequentemente observado em CHF grave,8 por exemplo, em pacientes com respiração Cheyne-Stokes, mas o aumento do ganho de quimiorreceptor por si só não irá reduzir o Paco2, a menos que o set point sobre o qual o Paco2 é controlado esteja deprimido ou a menos que o drive hipóxico ou o drive ergorreceptor esteja alto. A maioria dos estudos sugere que os gases sanguíneos são normais em pacientes com CHF4 e que o Paco2 ou permanece o mesmo ou declina modestamente do repouso para o pico do exercício, não diferente do que nos controles normais. Existem 2 fontes potenciais para uma elevada relação Vd/Vt: (1) um volume corrente baixo (Vt) em relação a um espaço morto anatômico normal ou (2) um espaço morto fisiológico anormalmente alto. Pacientes com CHF frequentemente têm um volume corrente reduzido no exercício pesado, o que aumentaria a razão Vd/Vt; entretanto, foi estimado que apenas ≈33% do aumento da ventilação do espaço morto em CHF pode ser explicado por um Vt baixo.25

A informação atual sugere que a principal fonte para uma inclinação anormalmente acentuada V̇e/V̇co2 em CHF é o aumento da não uniformidade da relação ventilação-perfusão (Q̇/Q̇), causando trocas gasosas ineficientes. Entretanto, uma palavra de cautela ainda é necessária. A conclusão acima é baseada em evidências indiretas. Não foram feitas comparações diretas do Paco2 e da ventilação por espaço morto em pacientes com insuficiência cardíaca com e sem um declive elevado V̇e/V̇co2 durante o exercício. Tais comparações são necessárias.

Qual poderia ser a fonte de um aumento da não uniformidade dos rácios do V̇/Q̇ pulmonar em insuficiência cardíaca e por que forneceria informações prognósticas não fornecidas por V̇o2max? Os volumes pulmonares e a função ventilatória nos pacientes com insuficiência cardíaca estudados por Kleber et al1 foram relativamente normais, e a saturação arterial de oxigênio no pico do exercício foi normal, como geralmente acontece na insuficiência cardíaca na ausência de doença pulmonar coexistente. Este padrão de alta relação Vd/Vt com os gases sanguíneos arteriais normais sugere que a não uniformidade da relação V̇/Q̇ no pulmão é mais provavelmente causada pelo aumento da não uniformidade da perfusão do que da ventilação. Quando a capacidade ventilatória permanece normal, as trocas gasosas ineficientes causadas pela distribuição anormal da perfusão geralmente podem ser bem compensadas durante o exercício, elevando a ventilação o suficiente para manter um Paco2 normal e saturação de O2 no sangue arterial normal. Isto não é verdade na doença pulmonar obstrutiva crônica grave, na qual não só a ventilação e a perfusão são mal combinadas, mas também os aumentos compensatórios na ventilação são restringidos pela alta resistência ao fluxo de ar; durante o exercício, o Paco2 sobe e a saturação do sangue arterial de O2 cai. Nos pacientes com insuficiência cardíaca estudados por Kleber et al1 com declives elevados de V̇e/V̇co2, a capacidade pulmonar total média (CPT), a capacidade vital (CV) e a capacidade difusora pulmonar (Dlco) foram significativamente menores do que nos pacientes com declive normal V̇e/V̇co2, porém a saturação arterial de O2 permaneceu normal no pico do exercício. A Dlco é normalmente reduzida em CHF9101112 grave e se correlaciona significativamente com V̇o2max. Uma redução modesta na Dlco pode refletir uma redução mais severa da verdadeira capacidade difusora da membrana (Dmco), porque a baixa Dmco em CHF pode ser contrabalançada por um alto volume de sangue capilar pulmonar (Vc). Em pacientes com ICC grave (NYHA classe III) estudados por Puri et al,9 Dmco foi 35% do controle, enquanto Dlco foi reduzido apenas para 55% do controle por causa de um Vc alto (144% do controle). O Dmco baixo implica que a capacidade difusora de oxigênio (Dlo2) está correspondentemente reduzida, o que, por sua vez, reduzirá a taxa de oxigenação do sangue perfurando os pulmões, e se o débito cardíaco for suficientemente alto, causará a saturação de oxigênio do sangue deixando o pulmão a cair durante o exercício. Algumas dessas alterações na capacidade difusora e na ventilação do espaço morto são reversíveis com inibidores da ECA e diuréticos, refletindo edema pulmonar intersticial subclínico.513 Entretanto, a persistência de um Dlco baixo após o transplante cardíaco14 implica em alterações estruturais adicionais na microvasculatura, o que é confirmado por estudos morfológicos. Artérias musculares e arteríolas mostram hipertrofia medial e fibrose intimal e adventícia com estreitamento da luz vascular.15 As proteínas matrizes estão aumentadas nas paredes alveolares e as membranas do subsolo capilar estão espessadas1617 ; estas alterações provavelmente começam muito cedo em resposta a um aumento crônico da pressão sanguínea capilar pulmonar por qualquer causa.18

Face a uma relação Vd/Vt anormalmente alta e uma redução significativa da Dlo2 em pacientes com insuficiência cardíaca grave, por que o transporte máximo de oxigênio não é parcialmente limitado por uma troca gasosa prejudicada associada a um aumento da Paco2 e queda da saturação arterial de O2 durante o exercício, como geralmente ocorre em doenças pulmonares com anormalidades similares? Existem duas razões: (1) A capacidade ventilatória máxima é bem mantida em CHF e pode compensar a alta Vd/Vt, reduzindo o Paco2 para níveis normais no pico do exercício e mantendo uma tensão de oxigênio alveolar normal ou alta. (2) O débito cardíaco máximo (Q̇max) em CHF é reduzido mais do que o Dlo2; portanto, a razão Dlo2/Q̇ nunca cai o suficiente durante o exercício para causar uma queda da saturação de O2 no sangue deixando o pulmão.7

É o baixo débito cardíaco máximo e a extração periférica de O2 prejudicada que prejudica principalmente o transporte de oxigênio em CHF,419 e não a troca gasosa pulmonar; os gases do sangue arterial permanecem normais. Entretanto, a reduzida eficiência da troca gasosa na ICC refletida pela íngreme relação entre V̇e e V̇co2 é provavelmente uma importante fonte de dispnéia de esforço com gases normais do sangue arterial.

Assim, a insuficiência cardíaca ventricular esquerda tem importantes efeitos sobre a função pulmonar, assim como a doença pulmonar tem importantes efeitos sobre a função cardiovascular. A aplicação de uma medida que quantifica a eficiência da troca gasosa durante o exercício como um índice da gravidade da ICC e da expectativa de vida na ICC enfatiza a importante ligação funcional entre o coração e os pulmões. A medida utilizada é simples e pode ser aplicada mesmo em níveis baixos de exercício. Deve ser enfatizado, entretanto, que a medida, ou seja, a inclinação da relação entre V̇e e V̇co2 durante o exercício, é inespecífica e freqüentemente anormalmente íngreme na doença pulmonar primária, bem como na ICC, embora geralmente associada a gases arteriais anormais na doença pulmonar. Portanto, a medida utilizada por Kleber et al1 deve ser interpretada em contexto. Para enfatizar isto, uma comparação dos determinantes primários da troca gasosa prejudicada na ICC, doença pulmonar obstrutiva crônica e doença pulmonar intersticial com bloqueio capilar alveolar20 são mostrados na Tabela.

Na Tabela, as setas, apontando para cima ou para baixo, indicam a mudança na direção dos determinantes-chave em cada etapa do transporte de oxigênio para cada condição. A Tabela é simplificada demais, mas é conceitualmente útil. Em CHF, o comprometimento primário do transporte de oxigênio é imposto por um débito cardíaco máximo reduzido (Q̇max), indicado por uma seta em negrito apontando para baixo. Em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica, o comprometimento primário do transporte de oxigênio é imposto por uma ventilação máxima reduzida (V̇emax) com troca gasosa ineficiente, e em pacientes com doença pulmonar intersticial com bloqueio capilar alveolar, o comprometimento primário é imposto por um Dlo2 reduzido. Em todos esses distúrbios, a correspondência desigual Q̇/Q̇ aumenta a relação Vd/Vt e prejudica a eficiência da excreção de CO2 do pulmão; se a ventilação puder ser aumentada o suficiente durante o aumento do exercício para evitar o aumento do Paco2, a inclinação V̇e/V̇co2 será mais acentuada que o normal na doença pulmonar, bem como na insuficiência cardíaca, como indicado pelo termo entre parênteses na Equação 1. Na doença pulmonar obstrutiva crônica grave, o Paco2 subirá à medida que a carga de exercício aumenta, e a inclinação V̇e/V̇co2 pode se tornar baixa mesmo que Vd/Vt seja alta.19 A doença pulmonar coexistente pode alterar significativamente o padrão esperado de troca de gás em CHF. Assim, deve-se advertir que se um paciente com ICC tem doença pulmonar coexistente significativa, a aplicação da inclinação V̇e/V̇co2 para prever a sobrevida, como proposto por Kleber et al,1 torna-se inválida.

Em resumo, os dados disponíveis sugerem que a ICC crônica induz mudanças estruturais, bem como edema pulmonar intersticial nos pulmões, que prejudicam a eficiência das trocas gasosas; a extensão dessas mudanças reflete a gravidade da ICC e provavelmente sua duração. Fisiologicamente, essas alterações estruturais são manifestadas por uma razão aumentada de espaço morto para o volume corrente (Vd/Vt), o que causa uma ventilação anormalmente alta durante o exercício. Elas também são geralmente manifestadas por uma redução na capacidade de difusão do pulmão (Dlco), que varia com a gravidade da insuficiência cardíaca. Embora a magnitude dessas alterações fisiológicas na função pulmonar possa refletir a gravidade da ICC e ser um importante preditor de sobrevivência, a ineficiência das trocas gasosas não é a principal causa da diminuição da capacidade de exercício. A redução do transporte máximo de oxigênio na insuficiência cardíaca é causada por um baixo débito cardíaco máximo e talvez pela extração periférica de oxigênio prejudicada; a saturação arterial de Paco2 e O2 no pico do exercício permanece normal. Embora os gases sanguíneos arteriais permaneçam normais, a troca ineficiente de gases pode ser uma importante fonte de hiperpneia e dispneia de esforço. O padrão de troca gasosa anormal durante o exercício em ICC difere claramente daquele da doença pulmonar primária; problemas de interpretação surgem quando ICC e doença pulmonar primária coexistem.

As opiniões expressas neste editorial não são necessariamente as dos editores ou da American Heart Association.

Footnotes