Teste de Exercício Cardiopulmonar PDF

Neder JA, Nery LE Teste de Exercício Cardiopulmonar J. ALBERTO NEDER, LUIZ EDUARDO NERY Siglas e abreviaturas utilizadas neste trabalho. AC – Anidrase carbônica QCO2 – Produção pe...

Neder JA, Nery LE Teste de Exercício Cardiopulmonar J. ALBERTO NEDER, LUIZ EDUARDO NERY Siglas e abreviaturas utilizadas neste trabalho. AC – Anidrase carbônica QCO2 – Produção perférica de CO2. ATP – Adenosina trifosfato QO2 – Captação perférica de O2. ATPS – Temperatura e pressão ambiente, saturado QT – Débito cardíaco BIE – Broncoconstrição induzida pelo exercício R – Taxa de troca gasosa BTPS – Temperatura corporal, pressão ambiente e saturado RFC – Reserva cronotrópica Ca – Conteúdo arterial RVE – Reserva ventilatória CI – Capacidade inspiratória SaO2 – Saturação da oxihemoglobina CO – Monóxido de carbono STPD – Temperatura e pressão padrões, seco CPT – Capacidade pulmonar total TI – Tamponamento isocápnico Ti – Tempo inspiratório Cv – Conteúdo venoso Te – Tempo expiratório CV – Capacidade vital TECP – Teste de exercício cardiopulmonar DL – Capacidade pulmonar de difusão θL – Limiar de lactato estimado ECG – Eletrocardiograma TTOT – Tempo total do ciclo respiratório f – Freqüência respiratória Tx – Transplante FC – Freqüência cardíaca VE – Volume minuto expirado IMC – Índice de massa corpórea VEF1 – Volume expiratório forçado no 1º segundo ln – Logarítmo natural VEM – Volume do espaço-morto LA – Limiar anaeróbio VE/VO2 – Equivalente ventilatório para o O2 máx – Referente ao exercício máximo VE/VCO2 – Equivalente ventilatório para o CO2 MET – Múltiplo do consumo basal de O2 VES – Volume de ejeção sistólico Pa – Pressão parcial gasosa arterial VC – Volume corrente PA – Pressão alveolar VCO2 – Liberação de CO2 PCr – Fosfocreatina VO2 – Consumo de VO2 PCR – Ponto de compensação respiratório VO2LS – Consumo de O2 limitado-por-sintomas PE – Pressão expiratória mista VPEF – Volume pulmonar expiratório final PEF – Pressão expiratória final VPIF – Volume pulmonar inspiratório final. pH – Potencial hidrogeniônico V/Q – Relação ventilação-perfusão PuO2 – Pulso de O2 VVM – Ventilação voluntária máxima. Pv – Pressão parcial gasosa venosa W – Taxa de trabalho ou potência OBJETIVOS A intolerância ao esforço constitui um aspecto clínico por grandes grupos musculares com deslocamento de essencial a uma ampla faixa de doenças, notadamente as parte considerável, ou do todo, da massa corpórea, apre- cardiorrespiratórias, estando intimamente associada à senta-se como um potente desafio fisiológico à cadeia aná- deterioração da qualidade de vida e elevada morbimorta- tomo-funcional que une o meio ambiente à atividade ce- lidade. O exercício físico dinâmico, i.e., aquele efetuado lular (Figura 1). Desta forma, o aumento nas taxas de S 166 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar tualmente realizado com o intuito básico de avaliar o equi- líbrio entre a demanda e oferta de O2 miocárdicos através da observação continuada da atividade elétrica cardíaca (eletrocardiograma ou ECG)(6-8). Em contraposição, há o enfoque (ii) “respiratório” (teste de exercício cardiopul- monar ou cardiorrespiratório, ergoespirometria ou teste de exercício clínico), em que, em adição à análise do ECG e o registro da freqüência cardíaca, são mensurados dire- tamente o volume de ar ventilado (habitualmente o expi- rado) e as respectivas frações de oxigênio e dióxido de carbono (FEO2 e FECO2)(1-3,9,10). Estas medidas primárias, por sua vez, são integradas em tempo real por tecnologia digital, permitindo a obtenção de diversas outras variá- veis de interesse clínico (Figura 2). O presente documento, endossado pela Sociedade Bra- sileira de Pneumologia e Tisiologia (SBPT), apresenta um resumo das recomendações consensuais, baseadas nas evidências atualmente disponíveis, acerca dos aspectos técnico-operacionais, interpretativos e de aplicabilidade clínica do teste de exercício cardiopulmonar (TECP) (Parte II). As características específicas das respostas eletrocar- diográficas ao esforço e suas interpretações não serão aqui aprofundadas: as mesmas já foram alvo-específico de diversas recomendações na literatura estrangeira(7,8,11) e no nosso meio(12). Este texto traz, ainda, uma breve discussão sobre os aspectos fisiológicos básicos para o entendimento clínico do TECP (Parte I); em adição, a Par- te III se constitui numa extensa fonte de valores de refe- rência para o teste, a maioria dos quais obtidos na popu- Figura 1 – O processo respiratório: os sistemas cardiovascular e lação brasileira adulta sedentária(13-15). respiratório propriamente dito unem a troca gasosa com o meio Portanto, o objetivo mister deste documento é o de ambiente (respiração externa) à troca gasosa celular (respiração in- fornecer diretrizes fundamentais acerca da utilidade clíni- terna). A oferta e retirada dos gases vitais (O2 e CO2) dependem do fluxo contínuo de ar (ventilação) e sangue (circulação), impulsio- ca da avaliação integrada das respostas cardiorrespirató- nados pelas bombas toracopulmonar e cardíaca, respectivamente. rias ao esforço, visando a uniformização do procedimen- O exercício constitui um potente desafio fisiológico à complexa to e das suas estratégias interpretativas dentro do meio integração destes ajustes sistêmicos. pneumológico brasileiro.. PARTE I. BASES FISIOLÓGICAS DOS TESTES DE troca. periférica de oxigênio (QO2) e dióxido de carbono EXERCÍCIO (QCO2) com o exercício exige complexos ajustes nos dois principais sistemas envolvidos na captação e transporte I.1. AJUSTES METABÓLICOS dos gases (i.e. na Respiração entendida globalmente): o A análise das características da troca de gases nos teci- sistema respiratório e o sistema cardiovascular (Figura 1). dos periféricos constitui-se no alicerce para o entendi- Portanto, a avaliação das respostas metabólicas, ventila- mento dos processos fisiológicos envolvidos no exercício tórias, cardiovasculares e subjetivas (sintomas) durante o dinâmico. O termo metabolismo é também usado como exercício dinâmico possui um importante potencial diag- sinônimo de intercâmbio gasoso sistêmico, já que O2 é nóstico e prognóstico, que excedem amplamente a inves- consumido (VO2) e CO2 liberado (VCO2), como conseqüên- tigação isolada no repouso(1-5). cias da aceleração da atividade metabólica, principalmen- Embora imprecisa e excessivamente esquemática, existe te a da muscular esquelética (Figura 1). uma clara tendência na literatura – e na prática médica – O exercício físico envolve, inevitavelmente, um aumento em classificar a avaliação clínica da tolerância ao esforço das necessidades orgânicas de suprimento de energia para num enfoque (i) “cardiológico” (teste de exercício cardía- a contração muscular. Normalmente, esta energia pro- co, ergometria convencional, ou stress testing) – habi- vém maciçamente dos chamados complexos fosfato de J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 S 167 Neder JA, Nery LE Figura 2 – Os quatro sinais básicos para a obtenção das variáveis metabólicas, ventilatórias e cardiovasculares durante o exercício: tal aparelhagem é disponível na forma de sistemas metabólicos integrados para o teste de exercício cardiopulmonar (TECP). Os volumes gasosos trocados (VO2 e VCO2) são obtidos como a diferença entre os volumes inspirados e expirados: estes podem ser obtidos pelo produto do volume de ar ventilado – obtido pela integração do fluxo contra o tempo decorrido – e as respectivas concentrações gasosas. A freqüência cardíaca é calculada pela distância R-R do traçado eletrocardiográfico (ECG). Estes sinais são processados por tecnologia digital, apresentados em tempo-real, e armazenados – nas formas descritiva e gráfica – para futura análise. Notar que outros sinais aferen- tes, como a saturação da oxihemoglobina e pressão arterial, podem também ser processados continuamente por tais sistemas. alta energia (~P), a grande maioria dos quais disponível nante” deveria sempre anteceder a denominação “aeró- na forma de adenosina trifosfato (ATP). Como, infelizmen- bio” ou “anaeróbio”(16). te, o organismo dispõe de ATP estocado para apenas al- A grande vantagem do metabolismo anaeróbio é que gumas poucas contrações, necessitamos regenerá-lo con- ele independe do aporte de O2 à mitocôndria e, portanto, tinuamente. Embora algum “novo” ATP possa ser do funcionamento rápido e adequado do complexo siste- inicialmente obtido pela quebra da reserva de fosfato mus- ma de captação, transporte e oferta de O2 (Figura 1). De cular (denominada de fosfocreatina ou PCr), após algum fato, logo na transição entre o repouso e o exercício, tempo (cerca de 20-30 segundos), o organismo precisa existe um certo atraso no início do metabolismo aeróbio recorrer a uma, ou ambas, das seguintes opções: – um verdadeiro “déficit de O2” – sendo este suprido pe- metabolismo anaeróbio (glicólise anaeróbia), que é los depósitos locais de O2 (ligado a mioglobina, por exem- capaz de fornecer energia prontamente, mas com um plo), a PCr e a alguma glicólise anaeróbia. Logo, no início gasto elevado de substrato (glicose) e produção de um do exercício, haverá uma geração temporária, não-sus- ácido forte, o ácido láctico, e/ou tentada, de ácido láctico. Após algum tempo – que será metabolismo aeróbio ou oxidativo (ciclo de Krebs e mais curto em indivíduos mais treinados – as necessida- cadeia do transporte de elétrons), que, embora demande des aeróbias são quase totalmente supridas e o organis- tempo para o seu ajuste preciso, apresenta um grande mo passa a depender crucialmente da integridade dos ajus- potencial para sustentar uma atividade prolongada. tes “cardiorrespiratórios” delineados na Figura 1. Esquematicamente, portanto, existe alguma hierarquia Desta forma, caso a intensidade do exercício seja au- cronológica na seqüência de obtenção de ATP (i.e., ATP mentada progressivamente (exercício incremental), ob- armazenado → sistema PCr → glicólise anaeróbia e/ou serva-se que o VO2 também aumenta linearmente com a metabolismo oxidativo). Entretanto, deve-se observar que, carga aplicada (Figura 3). Isso ocorre até um certo pon- num dado momento, é provável que todas as vias meta- to, muito próximo à tolerância máxima de exercício, a bólicas estejam ativas: na realidade, o adjetivo “predomi- partir do qual, por mais que a carga seja aumentada, o S 168 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar VO2LS, embora fisiologicamente distinto do VO2máx, pode, nas circunstâncias adequadas, apresentar a mesma im- portância prática. Um outro fenômeno especialmente marcante na res- posta metabólica ao exercício progressivo é a ocorrência de uma modificação, relativamente abrupta, da relação entre as taxas de incremento do VO2 e da VCO2. Em ter- mos mais simples, ocorre, em algum ponto do exercício, uma liberação adicional de CO2 (Figura 3)(18). A fonte prin- cipal deste extra-CO2 resulta da dissociação do ácido car- bônico (H2CO3), formado a partir do tamponamento do ácido láctico pelo bicarbonato sanguíneo (NaHCO3), ou seja: AC H+Lac– + NaHCO3 ⇔ ← H2CO3 ⇔ → → ← CO2 + H2O onde AC representa a enzima anidrase carbônica, que apressa substancialmente esta reação na hemácia e no capilar pulmonar. Este “extra”-CO2 é adicionado ao CO2 que está sendo produzido pela respiração celular: no exer- cício intenso, por exemplo, o CO2 advindo do tampona- mento do lactato aumenta a VCO2, relativamente ao exer- cício puramente aeróbio, num fator de até 2,5 vezes(18). Embora ainda suscetível de debate(19), a hipótese mais provável é a de que a falta relativa de O2 no final da cadeia de transporte de elétrons desequilibre o potencial redox do citosol – cuja correção seria tentada pela formação de lactato a partir do piruvato. Como esta modificação do metabolismo predominantemente oxidativo para o pro- gressivamente anaeróbio parece ter “limiar” de surgimento (limiar de lactato)(20), alguns autores também usam a de- nominação de limiar anaeróbio (LA)(21). Independente do mecanismo exato, entretanto, este extra-CO2 constitui um importante estímulo ventilatório – que podemos utilizar para detectar não-invasivamente o limiar de lactato, como será visto adiante. I.2. AJUSTES PULMONARES Abreviações: PCR: ponto de compensação respiratório, TI: tamponamento isocápnico, VO2: consumo de oxigênio, VCO2: liberação de dióxido de carbono, VE/VO2: equivalen- A função primordial do sistema respiratório é a de te ventilatório para o O2, VE/VCO2: equivalente ventilatório para o CO2, PEFO2: pressão expiratória final de O2, PEFCO2: pressão expiratória final de CO2, pH: potencial hidroge- manter a homeostase das tensões gasosas arteriais san- niônico. guíneas. Embora seja intuitivo considerar que este con- trole fosse particularmente sensível ao O2 – afinal este é o Figura 3 – Determinação não-invasiva do limiar de lactato (LL), gás fundamental para a respiração celular – o organismo durante um TECP incremental, utilizando-se variáveis de troca ga- sosa e ventilatórias. Ver o texto para explicações adicionais. controla mais proximamente o CO2(22). Isto ocorre, prova- velmente, porque pequenas variações da PCO2 podem ter dramáticas conseqüências no pH sistêmico – inclusive no VO2 se estabiliza: este fenômeno caracteriza o chamado pH do líquor cefalorraquidiano – com repercussões em consumo máximo de oxigênio ou VO2máx(17). Embora, toda a atividade enzimática corporal. por definição, a existência de um platô na linha de ascen- Portanto, a resposta ventilatória no exercício (volume são do VO2 seja o que realmente defina o VO2máx, este minuto expirado ou VE) guarda íntima relação com os achado é raramente visto em indivíduos sedentários nor- próprios determinantes da PaCO2: (i) a taxa metabólica mais – e muito menos em pacientes. Neste contexto, o muscular, já que, obviamente, o aumento do volume de mais correto é denominar esse valor como representati- CO2 vindo dos músculos aumentará a VCO2; (ii) do ponto vo do VO2 de pico ou VO2 limitado-por-sintomas (VO2LS); o médio em que a PaCO2 é controlada pelos centros respira- J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 S 169 Neder JA, Nery LE Figura 5 – Relação entre a alça fluxo-volume no pico do exercício Figura 4 – Os determinantes da resposta ventilatória total (VE) e da e os limites máximos de geração de fluxo para um dado volume – a ventilação alveolar (VA) ao exercício incremental. A ventilação re- máxima alça fluxo volume de repouso. Notar a substancial reserva laciona-se linearmente com a taxa de liberação de CO2 (VCO2) até de fluxo e volume ins e expiratórios na atividade máxima: a respos- o ponto de compensação respiratória (PCR) à acidose metabólica. ta ventilatória, portanto, não limita a progressão do exercício na A inclinação e o intercepto desta resposta linear serão maiores quan- maioria dos seres humanos normais. to maior for a ventilação do espaço-morto como fração do volume corrente (VEM/VC) e menor for o ponto-de-ajuste da pressão par- cial arterial de CO2 (PaCO2). mente são capazes de aumentar volitivamente o - mesmo no exercício máximo extenuante(24). tórios (ponto-de-ajuste): quanto mais baixa for a PaCO2, No intuito de atender as demandas ventilatórias do exer- maior será a ventilação alveolar necessária para mantê-la cício, a bomba ventilatória pode, teoricamente, utilizar reduzida; e (iii) da fração do volume de ar inspirado (volu- inúmeras combinações entre freqüência respiratória (f) e me corrente ou VC) que é “desperdiçada” no espaço-mor- VC. Na prática, entretanto, em condições de exercício to pulmonar (EM), i.e., da relação VEM/VC. Logo, pode-se máximo, a combinação escolhida aproxima-se de 50-60 dizer que: incursões respiratórias por minuto (irpm) à 50-60% da VE = 863 VCO2/PaCO2 (1 – VEM/VC) capacidade vital (Figura 6)(22). A escolha de tal padrão se constitui num compromisso entre os componentes de Esta equação demonstra, simplesmente, que a ventila- stress fluxo-resistivo e volo-elástico, de tal forma, que o ção pulmonar será maior quanto maior a taxa de produ- trabalho respiratório total é minimizado dentro dos limi- ção periférica de CO2, menor o ponto de ajuste do CO2 e tes da máxima alça fluxo-volume (Figura 5). maior o espaço-morto como fração do volume corrente Esquematicamente, duas a três fases podem ser identi- (Figura 4)(23). ficadas no padrão de resposta ventilatória ao exercício A resposta ventilatória não parece ser o principal fator incremental (Figura 6). Na fase inicial, o moderado in- limitante à capacidade de exercício em indivíduos nor- cremento do faz-se fundamentalmente por um aumento mais - pelo menos em indivíduos não-atléticos, exercitan- linear do VC até próximo à 70-80% da capacidade inspi- do-se em baixas altitudes. Diversas linhas de evidência ratória (ver Valores de Referência). Este é um ajuste im- corroboram tal raciocínio: por exemplo, a relação entre a portante, porque a demanda ventilatória é minimizada ventilação máxima que é atingida no esforço progressivo pela redução hiperbólica da relação VEM/VC, ou seja, a (VEmáx) habitualmente é menor do que a maior ventila- resposta ventilatória torna-se mais “eficiente” no exercí- ção que, teoricamente, o indivíduo é capaz de gerar (ven- cio (Figura 6). Tal fenômeno ocorre fundamentalmente tilação voluntária máxima ou VVM) (ver Valores de Refe- pelo incremento do VC e, secundariamente, pela diminui- rência). Adicionalmente, os limites máximo de fluxo e ção do VEM fisiológico (melhor distribuição topográfica volume não são normalmente atingidos no exercício (Fi- da relação ventilação-perfusão). Estes dois fatores, sobre- gura 5) e, quando solicitados, indivíduos normais comu- pujam largamente o discreto aumento do VEM anatômi- S 170 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar do VPEF auxilia a manter os volumes pulmonares operan- tes dentro da porção linear da relação pressão-volume do sistema respiratório: isto diminui a carga elástica inspira- tória, mantendo o volume pulmonar inspiratório final (VPIF) consideravelmente abaixo da CPT (25-15% abaixo) e o fluxo inspiratório geralmente dentro de 75% do fluxo máximo disponível (Figura 5)(24). A capacidade de difusão pulmonar (DL) aumenta subs- tancialmente com o exercício, devido, sobretudo, à am- pliação da área total da membrana alvéolo-capilar (au- mento da perfusão e da ventilação) e do incremento do gradiente pressórico favorável à passagem do O2 do al- véolo para o capilar (redução da pressão venosa mista de O2)(27). Todavia, o incremento do débito cardíaco implica um menor tempo de contato da hemácia com o ar alveo- lar (tempo de trânsito): tal fenômeno tende a promover um desequilíbrio difusivo(27). Felizmente, ocorre um notá- vel aumento do volume capilar operante – seja por recru- Figura 6 – Representação esquemática das principais respostas ven- tamento de novas unidades ou distensão das unidades já tilatórias normais ao exercício incremental. O aumento curvilinear pérvias – minimizando tal desequilíbrio potencial em indi- da ventilação faz-se inicialmente pelo aumento desproporcional víduos normais(27). Logo, apesar de haver um alargamen- do volume corrente, o que ajuda a reduzir hiperbolicamente a re- to variável da diferença alvéolo-arterial de O2, o exercício lação deste com o espaço-morto: nos estágios posteriores, a res- é caracterizado pela ausência de hipoxemia – pelo me- posta de freqüência respiratória torna-se dominante. Notar a pre- sença de reserva ventilatória no pico da atividade, i.e. a ventilação nos em indivíduos não-atléticos, exercitando-se em bai- no exercício máximo não atinge a ventilação voluntária máxima xas altitudes. (VVM). Baseado na referência 4. I.3. AJUSTES CARDIOVASCULARES O fisiologista alemão Adolph Fick aplicou a lei de ação co, decorrente da distensão das vias aéreas com o au- das massas no fluxo corporal de oxigênio, sugerindo que: mento do VC. Numa fase posterior, o VC atinge um relati-. _ VO2 = QT x C(a-v)O2 vo platô com conseqüente aceleração da f; em alguns. indivíduos, uma terceira fase pode ser ainda evidenciada, onde QT é o débito cardíaco (freqüência cardíaca x volu- com aumento desproporcional da f e discreta redução do me de ejeção sistólico ou FC x VES) e C(a-v)O2 representa a VC (Figura 6). O aumento da f faz-se sobretudo pela diferença entre os conteúdos arterial e venoso misto de diminuição do tempo expiratório (Te), com o tempo inspi- O2. Esta relação ilustra o importante conceito de que o ratório (Ti) tendo um comportamento variável. Em linhas VO2máx é diretamente relacionado à magnitude dos ajus- gerais, a relação entre o tempo total do ciclo respiratório tes cardiovasculares: são eles, e não os ajustes pulmona- (TTTOT) e o Ti (Ti/TTTOT ou ciclo de serviço) habitualmen- res, que efetivamente limitam a capacidade de exercício te aumenta discretamente durante o exercício progressi- em seres humanos saudáveis. (18). vo (0,4 a 0,5, aproximadamente). O incremento linear do QT durante o exercício dinâmi- O aumento do VC faz-se em ambas as direções, i.e., co (de 5-6L/min no repouso para 20-25L/min no exer- tanto pela redução dos volumes de reserva inspiratório cício máximo) (Figura 7) é admiravelmente proporcio-. quanto expiratório (Figura 5). Desta forma, o volume nal às necessidades de perfusão muscular. A relação QT-VO2 inspiratório final pode atingir até 75-85% da capacidade possui uma inclinação de aproximadamente 5L/min, a pulmonar total (CPT) e o volume expiratório final até 40% qual não é apreciavelmente modificada com o grau de da CPT. De fato, a regulação do volume pulmonar expira- desempenho atlético. do indivíduo – atletas apresentam. tório final (VPEF) possui importância crítica no exercício. valores elevados de QT máximo, porque ambos, QT e VO2, Freqüentemente, observa-se uma redução do VPEF (até estendem-se adicionalmente.. 0,7-1L em indivíduos jovens) por ação ativa da muscula- O aumento do QT depende crucialmente da FC: isto é tura expiratória: tal redução otimiza o comprimento dia- particularmente verdadeiro na posição supina, em que o fragmático para o desenvolvimento de força e acumula VES de repouso já se encontra próximo aos valores de alguma energia elástica que será providencial para assis- exercício (90-120mL). De fato, a FC aumenta quase linear- tir a próxima inspiração(25,26). Adicionalmente, a redução mente com o VO2, embora próximo ao VO2máx alguns J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 S 171 Neder JA, Nery LE volume sistólico final e elevando a fração de ejeção(32). O treinamento físico associa-se com o aumento do VES (e _ da C(a-v)O2) para um determinado. valor de VO2; desta for- ma, como a relação QT-VO2 é fixa (Figura 7), indivíduos treinados tipicamente apresentam menor FC para um dado nível de exigência metabólica, ou seja, VO2. Como seria de se esperar, o fluxo sanguíneo, no exer- cício, deve ser redirecionado dos territórios esplâncnico- viscerais para os tecidos prementes (i.e., músculo estriado periférico e cardíaco, além da pele, envolvida na termor- regulação); todavia, tal redirecionamento deve ocorrer sem prejuízo do fluxo sanguíneo cerebral(33). Portanto, a bru- tal redução da resistência vascular arteriolar muscular com o exercício, deve ser contrabalançada pela vasoconstri- ção simpática em outros sítios. Assim, a pressão arterial sistólica no exercício máximo eleva-se linearmente até valores próximos a 180-200mmHg, enquanto a pressão diastólica mantém-se estável – ou mesmo declina discre- tamente (Figura 7). A pressão capilar sistêmica média Figura 7 – Representação esquemática das principais respostas car- eleva-se de 15-20mmHg para 25-35mmHg, com o fluxo diovasculares normais ao exercício incremental. O aumento linear capilar, sendo também incrementado pelo aumento local do débito cardíaco com o exercício depende fundamentalmente da osmolaridade. Notavelmente, a pressão arterial pul- do incremento da freqüência cardíaca até o máximo previsto para a idade – já que o volume de ejeção sistólico estabiliza-se precoce- monar média situa-se abaixo de 15mmHg em indivíduos mente. A pressão arterial sistólica eleva-se com o aumento do dé- jovens – conseqüência direta da elevada reserva de capi- bito, mas a vasodilatação arteriolar no leito muscular, ajuda a redu- lares a serem perfundidos e da notável distensibilidade do zir a pressão diastólica: portanto, a pressão de pulso aumenta subs- leito vascular pulmonar(17,33). tancialmente no exercício. Abreviaturas: D = destreinado, T = treinado. Baseado na referência 4. I.4. RESPOSTAS SUBJETIVAS AO ESFORÇO As sensações de desconforto muscular (ou dor) e can- indivíduos apresentem um pseudoplatô (Figura 7). A reti- saço geral (fadiga) são habitualmente referidas como os rada do tônus vagal é capaz de, isoladamente, elevar a FC principais “sintomas” que limitam a progressão da ativi- até próximo a 100bpm(28). Acima desta freqüência, a con- dade em indivíduos normais não-treinados(17). Na realida- tribuição da estimulação β2-adrenérgica aumenta linear- de, isto poderia ser antecipado, considerando-se a im- mente e a contribuição vagal declina exponencialmente – portância dos aspectos cardiovasculares/musculares em FC acima de 150bpm são produzidas fundamentalmente fisiologicamente limitar a progressão da atividade. Toda- pelas catecolaminas circulantes. A FC máxima, um deter- via, os fatores orgânicos desencadeantes de tais sensa- minante importante do VO2máx, declina linearmente com ções são extremamente complexos, podendo variar de a idade, provavelmente pela redução no número e res- acordo com a idade, sexo, nível de atividade física, perfil ponsividade dos β2-adrenoceptores cardíacos e/ou dege- psicológico e tipo de atividade(34). As informações aferen- neração do tecido de condução(28). tes a partir de receptores musculotendíneos de tensão e O ajuste do VES é tipicamente bifásico, com uma fase estiramento (Golgi), informações cinestésicas e proprio- de rápido incremento até cerca de 30-40% do VO2máx, ceptivas e de stress térmico são todas integradas e apre- seguido por um platô, ou ligeiro incremento – mas fisio- ciadas de acordo com a experiência prévia do indivíduo. logicamente importante – em indivíduos treinados (Figu- Entretanto, a sensação secundária de esforço respirató- ra 7). O retorno venoso é um importante determinante rio (ou mesmo desconforto) também é comum, principal- do VES, regulando o volume diastólico final e a obtenção mente no exercício intenso. Em indivíduos normais, a da distensibilidade miocárdica ideal para a eficiência ex- noção de respiração laboriosa guarda boa relação com a pulsiva (efeito de Frank-Starling)(29). Os efeitos combina- taxa ventilatória total e diversos índices da intensidade do dos das bombas muscular periférica e abdominotorácica, comando neural e do trabalho muscular respiratório(35). o incremento da pressão arterial e a venoconstrição (no- O esforço percebido aumenta numa função exponen- tadamente esplâncnica), ajudam a manter um retorno ade- cial, tanto em relação à potência aplicada (expoente de quado(30,31). Paralelamente, a estimulação simpato-adre- 2,13), quanto à duração do esforço (expoente de 0,39)(36). nérgica aumenta o inotropismo cardíaco, reduzindo o Durante um teste de exercício incremental, por exemplo, S 172 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar estas sensações, antes de se elevarem exponencialmen- colaboração do examinado foi adequada. O próximo passo te, parecem apresentar um limiar de surgimento. Diver- é assegurar-se de que os dados são confiáveis e os valores sos estudos demonstraram que em indivíduos livres-de- obtidos são consistentes (ver Calibração e Controle de doença, as sensações de esforço percebido e desconforto Qualidade). Posteriormente, deve-se apresentar os valo- respiratório são consistentemente maiores em mulheres, res tanto da forma gráfica quanto tabular (ver Apresenta- variando inversamente com a dimensão corpórea e dire- ção dos Resultados), analisando-os em conjunto. De fato, tamente com a idade(37). a apreciação dos resultados do TECP depende, mais do que em qualquer outro procedimento propedêutico, de PARTE II. TESTE DE EXERCÍCIO CARDIOPULMONAR uma análise integrada: nenhum parâmetro ou variável do teste pode ser visto separadamente do todo. Apenas após II.1. INDICAÇÕES CLÍNICAS a observação destes pressupostos básicos, deve-se tentar A análise do TECP deve ser sempre realizada à luz da alcançar conclusões válidas sobre os dados obtidos(1,2,4,9,10). indagação clínica subjacente à indicação do teste, o que As diversas aplicações clínicas do TECP (Quadro I) e sua pressupõe uma avaliação conjunta da história clínica e estratégia básica de interpretação em cada situação espe- dos exames complementares pertinentes. Desta forma, a cífica serão delineadas abaixo. As recomendações apre- questão clínica imediata à solicitação do teste deve per- sentadas foram formuladas nas evidências atualmente dis- mear todo o processo de análise dos resultados do TECP. poníveis. Infelizmente, grande parte destas evidências são Adicionalmente, como em qualquer outro teste com provenientes de estudos clínicos não-randomizados, pe- pretensões diagnósticas e prognósticas, é fundamental quenos estudos observacionais ou estudos experimentais certificar-se de que as condições técnicas foram ideais e a fisiológicos. Não obstante essas limitações, o presente QUADRO I Indicações clínicas do Teste de Exercício Cardiopulmonar A. Avaliação da presença e etiologia da intolerância ao esforço Investigação da dispnéia crônica de origem indeterminada Discriminação dos mecanismos proponderantes em indivíduos com múltiplas causas possíveis B. Quantificação da intolerância ao esforço na doença cardiorrespiratória C. Avaliação da indicação e resposta a intervenções terapêuticas Drogas com ação cardiovascular e/ou pulmonar Oxigenioterapia D. Análise prognóstica Insuficiência Cardíaca Crônica Doença Respiratória Crônica E. Risco pré-operatório e avaliação pós-operatória Cirurgia torácica ressectiva Cirurgia redutora do volume pulmonar Cirurgia abdominal alta ou eletiva de grande porte F. Transplante cardíaco Indicação Avaliação longitudinal pós-transplante G. Transplante pulmonar e cardiopulmonar Avaliação da tolerância ao exercício pré- e pós-transplante Indicação H. Prescrição e acompanhamento de treinamento físico Reabilitação Cardiovascular Reabilitação Pulmonar I. Diagnóstico da broncoconstrição induzida pelo exercício J. Quantificação da intolerância ao esforço na doença pulmonar ocupacional Avaliação da disfunção e incapacidade J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 S 173 Neder JA, Nery LE documento evitou expressamente a apresentação de re- tamente posterior à avaliação clínica, radiográfica, espi- comendações não baseadas na literatura publicada. rométrica e eletrocardiográfica de repouso. Tal conduta Baseado nestas evidências, portanto, o seguinte esque- justifica-se também em termos de contenção de custos e ma foi utilizado para classificar a validade clínica da utili- limitação dos riscos por possível investigação invasiva zação ou não do teste: desnecessária(1,2,9,10). O teste é particularmente útil para classe I: quando as evidências atuais, advindas de (i) diferenciar dispnéia de origem cardiovascular de dis- estudos randomizados ou não, indicam claramente que o pnéia de etiologia pulmonar; (ii) identificar componente TECP é de utilidade clínica; circulatório insuspeito; e (iii) apontar componente psico- classe II: quando as evidências publicadas ainda não gênico ou comportamental. O TECP parece não permitir são suficientes para se obter uma conclusão clara da utili- uma diferenciação segura da limitação circulatória da pe- dade clínica do TECP. riférica (descondicionamento)(38-42). A estratégia mais adequada para a separação das dife- DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL DA INTOLERÂNCIA AO ESFORÇO rentes causas da intolerância ao esforço é a da classifica- ção sindrômica dos distúrbios (Quadro II). Desta forma, classe I enquanto estudos prospectivos não fornecerem a razão Investigação da dispnéia crônica de origem indeter- de probabilidade para as diferentes variáveis – ou grupo minada de variáveis – em identificar doenças cardiorrespiratórias O TECP deve ser entendido como um direcionador pre- específicas, a análise deve centrar-se na classificação sin- coce da linha de investigação diagnóstica destes pacien- drômica recomendada no Quadro II. Deve-se notar a tes. Neste contexto, o teste deve ser a alternativa imedia- importância da análise conjunta das diversas variáveis, sem- QUADRO II Principais padrões fisiopatológicos de limitação ao esforço em resposta ao TECP incremental* Distúrbio Destreinamento Distúrbio Distúrbio na troca Ansiedade/ Subesforço circulatório (dist. periférico) ventilatório gasosa pulmonar hiperventilação VO2máx ↓ ou ↔ ↓ ou ↔ ↓ ou ↔ ↓ ou ↔ ↓ ou ↔ ↓ ou ↔ θL ↓↓ ↓ ↔ ou ↓ ↔ ou ↓ ↔ ↔. ∆VO2/∆W ↓↓ ↓ ↔ ou ↓ ↔ ou ↓ ↔ ↔ PuO2máx ↓↓, com platô precoce ↓ ↓ ↓ ↔ ↔ ∆FC/∆VO2 ↑↑ ↑ ou ↔ (mas ↔ (mas ↑ ou ↔ (mas desviado para cima) desviado para cima) desviado para cima) ↔ ↔ RFC Variável, Variável ↑↑ Variável, ↔ ↑ habitualmente ↓ ou φ habitualmente ↓ RVE ↔ ↔ ↓↓ ou φ ↔ ou ↓ ↔ ou ↓ ↑ ocasionalmente ↑ Máx f ↔ ↔ ↔ ou ↑ ↑↑ ↑ ↔ ou ↓ ∆VC/∆lnVE ↔ ou ↓ ↔ ↓ ↓↓ ↓ ↔ VC/CI ↔ ↔ ↔ ou ↑ ↑ (distúrbio ↔ ↔ ou ↓ restritivo) ∆VE/∆VCO2 ↔ ou ↑ ↔ ↑↑ ↑↑ ↑ ↔ SaO2/PaO2 ↔ ↔ Variável ↓↓ ↔ ↔ Sintoma limitante Variável Dor muscular Dispnéia Dispnéia Dispnéia Variável. Definição das abreviações: máx: referente ao exercício máximo, VO2: consumo de oxigênio, θL: limiar de lactato estimado, W: taxa de trabalho ou potência, FC: freqüência cardíaca, PuO 2: pulso de oxigênio, VE: volume minuto expirado, RFC = reserva cronotrópica, RVE = reserva ventilatória, f : freqüência respiratória, VC: volume corrente, ln = logaritmo natural, CI: capacidade inspiratória, VCO2: liberação de dióxido de carbono, SaO2 = saturação da oxi-hemoglobina, PaO2: pressão parcial de oxigênio no sangue arterial. Baseado na referência 4. ↑ = aumentado, ↓ = diminuído, φ = ausente, ↔ = inalterado. S 174 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar pre à luz do contexto clínico específico. Especificamente, o VO2 no limite da tolerância de um teste incremental deve-se evitar o uso de “algoritmos” para a análise do (VO2LS) como índice prognóstico – assumindo este como TECP: não raramente, tais estratégias induzem a conclu- sendo equivalente ao VO2máx. Entretanto, o VO2LS deve sões inadequadas e precipitadas. ser interpretado com cuidado em pacientes: valores es- púrios podem ser obtidos caso não se certifique de que a classe II interrupção do esforço não se deveu a fatores outros que Diagnóstico diferencial da intolerância ao esforço em limitação cardiovascular “central”(60). Adicionalmente, pacientes com múltiplas causas possíveis deve-se analisar com muita cautela os valores de VO2máx Nestes casos, é provável que o teste também guie os corrigidos para o peso corporal, principalmente em obe- esforços investigativos posteriores: faltam, entretanto, sos(61). Similarmente, deve-se evitar a correção do VO2máx estudos prospectivos envolvendo número suficiente de pelo peso em atividades sem deslocamento da massa cor- pacientes. O TECP pode ser diagnóstico em algumas si- pórea total (cicloergometria): nestas circunstâncias, a ca- tuações específicas, tais como: (i) presença de forame oval pacidade máxima de exercício (VO2máx em mL/min/kg) patente, com desenvolvimento de shunt direito-esquerdo pode ser grosseiramente subestimada(62). Tais considera- durante o exercício, (ii) identificação de doença pulmonar ções acerca do VO2máx devem ser estendidas para os tó- vascular oclusiva sem hipertensão pulmonar e (iii) auxiliar picos abaixo. na identificação de disfunção diastólica na insuficiência Os estudos publicados até o momento foram pratica- cardíaca crônica(2). mente unânimes em considerar o VO2máx como de im- portância prognóstica relevante. De fato, a classificação DETERMINAÇÃO OBJETIVA DA TOLERÂNCIA AO ESFORÇO EM funcional de Weber(56,63), baseada no VO2máx e no limiar PACIENTES COM DOENÇAS CARDIORRESPIRATÓRIAS de lactato estimado, tem ampla aplicabilidade prognósti- classe I ca e, embora sujeita a restrições, tem sido utilizada na O TECP é substancialmente mais acurado e sensível do prática por duas décadas. Todavia, é altamente imprová- que os testes de repouso em determinar o impacto fun- vel que um parâmetro isolado reúna toda a informação cional das alterações fisiológicas de repouso(43-46). Desta prognóstica necessária: o VO2máx deve, portanto, ser forma, a determinação do nível de incapacidade pode ser analisado em conjunto com outros elementos clínicos e útil no manuseio, prognóstico e acompanhamento longi- laboratoriais. tudinal de diversas condições cardiorrespiratórias. Embora diversos pontos-de-corte tenham sido sugeri- dos como indicadores prognósticos (e.g. VO2máx < 10mL/ INDICAÇÃO E AVALIAÇÃO DE CONDUTAS TERAPÊUTICAS min/kg(64), < 14mL/min/kg(57), < 50% do previsto(65,66) classe I ou < 60% do previsto(67)), dados recentes sugerem que o Indicação do uso e respostas a drogas com ação car- VO2máx deva ser considerado como uma variável contí- diovascular e/ou pulmonar nua em modelos de predição multivariada(59). Diversos estudos demonstraram que o TECP é particu- Recentemente, novas evidências demonstram que ou- larmente útil para determinar a necessidade e os efeitos tras variáveis obtidas no TECP também apresentam eleva- de diversos medicamentos com atividade nos sistemas do valor prognóstico, tais como inclinação aumentada da cardiovascular e/ou respiratório(47-52). Neste contexto, o relação entre a variação de ventilação relacionada à de- teste é clinicamente mais atraente do que os testes hemo- manda metabólica (∆VE/∆VCO2)(68,69) (ver Variáveis e Pa- dinâmicos invasivos. râmetros de Relevância Clínica) e a presença de oscila- O teste de exercício também pode ser particularmente ção ventilatória durante o esforço(70). útil na indicação e avaliação do efeito de oxigenotera- pia(53-55). Nestes casos, entretanto, a análise do ar expira- classe II do pode não ser realizada por dificuldades técnicas na Avaliação prognóstica de pacientes com doença pul- mensuração correta das variáveis metabólicas. monar crônica Embora o TECP possa, teoricamente, ser útil nas avalia- AVALIAÇÃO PROGNÓSTICA ções prognósticas de pacientes com doença pulmonar classe I crônica, poucos estudos analisaram sistematicamente este Avaliação prognóstica de pacientes com insuficiên- aspecto em doenças intersticiais pulmonares(71,72) e na cia cardíaca crônica DPOC(73-75). Portanto, ainda são necessários mais estudos A tolerância ao exercício dinâmico é um fator prog- prospectivos para se obter uma idéia precisa do valor clí- nóstico bem estabelecido na insuficiência cardíaca crôni- nico do TECP em prever a evolução de pacientes com ca(56-59). A grande maioria dos estudos publicados utilizou doença pulmonar avançada. J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 S 175 Neder JA, Nery LE RISCO PRÉ-OPERATÓRIO E AVALIAÇÃO PÓS-OPERATÓRIA classe II Risco pré-operatório em cirurgia abdominal alta ou classe I cirurgia abdominal eletiva de grande porte Avaliação pré-operatória de pacientes submetidos à Alguns estudos demonstraram que o VO2máx pode ser cirurgia torácica ressectiva útil em definir risco cirúrgico elevado em pacientes sele- Diversos estudos demonstraram que parâmetros deri- cionados submetidos a cirurgia abdominal alta, mesmo vados do TECP, particularmente o VO2máx, constituem-se que eletiva, principalmente quando de grande porte(100,101). em previsores importantes de morbidade e mortalidade Entretanto, outros estudos prospectivos são ainda neces- pós-operatórias na toracotomia com ressecção(76-83). O sários antes da generalização destes achados. TECP não deve ser rotineiramente realizado em pacientes com risco funcional baixo (por exemplo, VEF1 e/ou DLCO TRANSPLANTE CARDÍACO > 60%(84) ou, principalmente, > 80% do previsto(83)): nes- classe I tes pacientes, não existem evidências de que o TECP traga Indicação de transplante cardíaco informações prognósticas úteis. Entretanto, a hierarquia O VO2máx tem sido largamente utilizado como parâ- na solicitação das avaliações adicionais (cintilografia de metro central para a indicação de transplante cardíaco perfusão ou TECP, por exemplo) é ainda discutível: en- (Tx)(46,57,59,64,102-104). Como esperado, os mesmos pontos- quanto alguns grupos utilizam a cintilografia antes do de-corte indicadores de prognóstico reservado têm sido TECP(84), outros realizam primeiro o TECP(81). Parece claro, sugeridos como indicativos de Tx (ver acima). De fato, a todavia, que a maioria dos autores preconiza o TECP quan- XXIV Conferência de Bethesda em Transplante Cardía- do o VEF1 previsto pós-operatório (VEF1PPO) sugira a clas- co(64) sugeriu que pacientes com VO2máx abaixo de 10mL/ sificação do paciente como de alto-risco, i.e., VEF1PPO < min/kg ou com alto risco clínico de morte súbita (isque- 0,8L ou < 40% do previsto. mia e retenção fluídica intratáveis e arritmias ventricula- Em similaridade com a avaliação prognóstica para a res sintomáticas) devam ser aceitos como candidatos ao insuficiência cardíaca, diversos pontos-de-corte baseados Tx. Na ausência destes achados clínicos e com VO2máx no VO2máx foram sugeridos como indicadores de risco > 15mL/min/kg, o Tx poderia ser postergado. Como ci- cirúrgico aumentado e/ou baixa capacidade funcional pós- tado acima, outros autores sugerem outros pontos-de-cor- operatória: < 10mL/min/kg (78), < 15mL/min/kg(77), te, enquanto estudos mais recentes questionam a própria < 50% do previsto(85) ou < 60% do previsto(82). Dados mais existência de um ponto-de-corte absoluto para todos os recentes indicam que o uso do VO2máx previsto pós-ope- pacientes(59). Outras variáveis baseadas no TECP podem ratório(86) também pode trazer importante informação também ser úteis, tais como a ∆VE/∆VCO2(68). prognóstica, assim como a DLCO durante o exercício(87). Portanto, embora o VO2máx – quando realmente re- presentativo dos limites máximos da reserva funcional Por outro lado, deve-se observar que estimativas clíni- cardiorrespiratória – tenha um papel crucial para a indi- cas do “risco cardiopulmonar”(88) ou testes mais sim- cação de Tx cardíaco, persiste vívida controvérsia acerca ples(89,90) também se mostraram úteis. Recente revisão do dos valores indicativos de Tx. Neste sentido, é provável tópico, entretanto, recomenda que o TECP deva fazer parte que o VO2máx seja melhor utilizado como variável contí- obrigatória da avaliação dos pacientes considerados de nua em modelos preditivos multivariados. risco de acordo com o VEF1PPO(91). classe II Avaliação pós-operatória longitudinal de pacientes submetidos à cirurgia redutora de volume pulmonar Avaliação longitudinal pós-transplante O TECP tem sido amplamente utilizado para a determi- Embora o seguimento longitudinal pós-Tx com o TECP nação objetiva do impacto funcional da cirurgia redutora tenha o potencial de produzir informações clinicamente de volume(92-96). Neste contexto, o TECP parece ser mais relevantes(46), faltam estudos controlados acerca do seu sensível que as avaliações funcionais de repouso, forne- valor quando comparado com a avaliação clínico-funcio- cendo informações úteis acerca das alterações fisiológi- nal de repouso – principalmente em termos da relação cas longitudinais associadas à cirurgia. custo-benefício. Avaliação integrada do impacto funcional de cirur- TRANSPLANTE PULMONAR E CARDIOPULMONAR gia torácica classe I O TECP pode determinar, com maior acurácia e sensi- Avaliação da tolerância ao exercício pré- e pós-trans- bilidade do que a avaliação clínica e funcional de repou- plante so, o impacto da toracotomia com ressecção na tolerân- O TECP determina objetivamente a tolerância ao exer- cia ao esforço(97-99). cício em pacientes com doença pulmonar avançada, po- S 176 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar dendo ser auxiliar na indicação de Tx. O teste tem sido BRONCOPROVOCAÇÃO PELO ESFORÇO também utilizado no seguimento clínico pós-Tx(105-110), prin- classe II cipalmente para a quantificação objetiva dos ganhos clí- As evidências disponíveis indicam que para o diagnós- nicos com o procedimento e determinação dos mecanis- tico e quantificação adequados da broncoconstrição indu- mos residuais de limitação. zida pelo exercício (BIE), um teste de exercício específico (ver Quadro IV e Protocolos de Carga Constante) deve classe II ser realizado(1,117). Embora as medidas metabólicas e ven- Indicação de transplante tilatórias não sejam cruciais, o TECP permite a mensura- Embora o TECP possa, teoricamente, ser útil na indica- ção precisa do stress ventilatório trazido pelo teste: tais ção do Tx pulmonar(106) – em similaridade com o Tx car- dados podem ser úteis na análise do teste e no seguimen- díaco – faltam estudos controlados comprobatórios, en- to longitudinal dos pacientes(1,117). volvendo um número substancial de pacientes. DETERMINAÇÃO DE DISFUNÇÃO E INCAPACIDADE NA DOEN- ÇA PULMONAR OCUPACIONAL PRESCRIÇÃO E ACOMPANHAMENTO DE REABILITAÇÃO PUL- classe I MONAR A indicação precípua do TECP envolve as situações nas classe I quais a avaliação de repouso é inconclusiva ou há discor- O teste de exercício incremental pré-reabilitação pode dância entre as queixas clínicas e os testes de repouso, ser especialmente adequado para guiar a intensidade de incluindo as alterações radiológicas(118-120). Neste contex- treinamento, baseada esta na freqüência cardíaca, carga to, o TECP adiciona elementos importantes na acurácia ou intensidade de sintomas(111-113). Embora a mensuração da quantificação da incapacidade, tanto quantitativa quanto metabólica e ventilatória não seja essencial, o TECP pode qualitativamente, i.e., definindo os mecanismos reais de estabelecer com maior exatidão os mecanismos de limi- limitação ao esforço(1,121,122). tação, permitindo uma abordagem de treinamento indivi- Neste sentido, diversos esquemas classificatórios, ba- dualizada. O treinamento ao nível do limiar de lactato seados no VO2máx, foram propostos – incluindo uma clas- estimado (θL) parece ser particularmente eficaz(114,115): en- sificação desenvolvida no nosso meio(118-120,123). O VO2máx tretanto, não existem evidências claras de que o treina- deve ser expresso em valores absolutos (L/min, evitando- mento nesta intensidade seja superior a outras estraté- se o uso de mL/min/kg no caso da cicloergometria) quan- gias mais simples. Em pacientes com doença pulmonar do o intuito for o de definir a capacidade atual de exercí- obstrutiva crônica (DPOC), o θL ocorre caracteristicamen- cio. Nesta situação, deve-se tentar comparar os valores te mais próximo do VO2máx do que em indivíduos nor- máximos com as demandas metabólicas estimadas da ati- mais; todavia, não é possível estimar clinicamente esta vidade, sabendo-se que indivíduos normais podem supor- intensidade sem a realização do TECP e determinação di- tar confortavelmente atividades prolongadas a 40% do reta do θL(116). máximo (eventualmente períodos curtos a 60%)(17). En- QUADRO III Características de interesse clínico dos dois principais tipos de ergômetros utilizados para o TECP* Característica Bicicleta ergométrica Esteira ergométrica Maior VO2máx + Maior estresse ventilatório e cardiovascular ++ Familiariedade com o tipo de exercício ++ Quantificação exata da potência ++ Segurança ++ Menos artefatos e melhor qualidade dos sinais ++ Facilidade na obtenção de amostras sanguíneas + Mais compacto e silencioso + Menos caro + * ++ = vantagem de importância relevante, + = vantagem de importância secundária. J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 S 177 Neder JA, Nery LE tretanto, pacientes com doença respiratória podem tole- membros superiores) somente as duas primeiras são co- rar frações mais elevadas do máximo atingido – mesmo mumente utilizadas para o TECP, notadamente por razões acima de 80%. Por outro lado, a perda da capacidade técnico-operacionais, nível de padronização e adequado aeróbia – que pode ser importante para a compensação stress sistêmico. As considerações acerca das vantagens e trabalhista – é melhor analisada com o VO2máx expresso desvantagens da bicicleta e da esteira (Quadro III) devem em % do previsto(62). ser vistas à luz da experiência individual e das necessidades práticas de cada laboratório. Indubitavelmente, o “me- II.2. ERGÔMETROS lhor” ergômetro é aquele no qual o indivíduo a ser testa- Entre as diversas modalidades de ergometria disponí- do sinta-se seguro e confortável, e que o investigador es- veis (bicicleta, esteira, escada, caiaque, ergometria de teja familiarizado com o padrão de respostas esperado. QUADRO IV Critérios técnico-operacionais e interpretativos do teste de avaliação da broncoconstrição induzida pelo exercício (BIE)(1,117) Cuidados pré-teste Ausência de exercício intenso no dia do teste; quadro infeccioso de vias aéreas > 6 semanas; evitar café, chá, chocolate ou corticóides (se possí- vel) no dia do teste VEF1 > 75% do previsto ou > 80% do indivíduo e reprodutível (< 10% variação); SaO2 > 94% Suspensão da medicação 6-8hs = β2-agonista de curta duração inalatório, cromoglicato 12hs = teofilina oral, β2-agonista de curta duração oral 24hs = ipratrópium, β2-agonista de longa duração oral, antileucotrienos 48hs = nedocromil, β2-agonista de longa duração inalatório 48hs = hidroxizina, cetirizina Segurança Afastar contra-indicações para o exercício (Quadro VI); monitorar pelo menos SaO2 e ECG (principalmente em idosos) Tipo de exercício Bicicleta estacionária, esteira ergométrica ou corrida livre (difícil padro- nização). Embora o estresse ventilatório seja maior com a esteira, a bici- cleta pode produzir resultados práticos equivalentes Protocolo Duração: 4-6 minutos sustentados na intensidade-alvo (tempo total de teste entre 7-9 minutos). Introduzir carga alvo gradativamente em, no máximo, 3 minutos. Intensidade: 80-90% da FCmáx prevista (e.g. 220-idade) ou VE/VVM en- tre 0,4-0,6. Idealmente, deve-se mensurar a ventilação; caso não disponí- vel, pode-se estimar a carga necessária para se atingir a VE alvo como: (i) VO2 (L/min) = (0,01 x carga) + 0,5), sendo VE (L/min) = 28 x VO2 (L/ min) + 0,27 ou (ii) carga alvo (W) = (53,76 x VEF1) - 11,07. Ar inspirado: ar comprimido seco, se possível; ar ambiente respirado com clips nasal, apresentando < 10mg% de água, umidade relativa < 50% e temperatura < 25°C; ar frio somente se representativo das condições am- bientais usuais. Medidas pós-teste VEF1 5, 10, 15, 20 e 30min pós-teste (eventualmente, iniciar após 1 ou 3min). Interpretação ∆VEF1 (VEF1pré-VEF1pós/VEF1pré) x 100)) > 10% = anormal; > 15% = diagnóstico de BIE; 15% < e < 25% = leve; 25% < e < 50% = moderado; > 50% = grave. Cuidados pós-teste Realizar rápida recuperação ativa (1-2 minutos de exercício); recupera- ção espirométrica espontânea ou com medicação; avaliar necessidade de O2 suplementar; documentar retorno à normalidade (VEF1 < 10% do va- lor pré-teste). Definição das abreviações: VEF1 = volume expiratório forçado no 1 o segundo da capacidade vital; SaO2 = saturação da oxihemoglobina; ECG = eletrocardiograma; VO2 = consumo de oxigênio, VE = volume minuto expirado, VVM = ventilação voluntária máxima. S 178 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar Cicloergometria maior stress cardíaco (importante na detecção de isque- A bicicleta ergométrica, quando comparada à esteira, mia) e ventilatório (útil na avaliação da BIE). Adicional- geralmente é menos cara, mais compacta, silenciosa e mente, pode-se argumentar que a marcha, e não o ciclis- segura, além de ocasionar menor movimentação do tron- mo, seja a atividade inerente aos seres humanos – mesmo co e membros superiores – aspecto de considerável im- aos mais sedentários. Todavia, deve-se observar que qua- portância na obtenção das variáveis, incluindo a medida se todos os pacientes, e até alguns atletas, necessitam de da pressão arterial (Quadro III). Sua maior vantagem, en- um tempo considerável de familiarização com a esteira: tretanto, reside na mensuração precisa da relação potên- na realidade, muitos deles podem interromper o teste cia aplicada-demanda metabólica, principalmente se o precocemente quando altas velocidades ou grandes incli- simples trabalho para mover os pedais é descontado(15,124). nações são atingidas. Adicionalmente, esteiras são mais Como potenciais desvantagem da cicloergometria, poder- caras, imóveis e volumosas, e a mensuração metabólica se-ia citar inicialmente que alguns indivíduos podem apre- (nível de variabilidade nos dados ou “ruído”) é apreciavel- sentar uma estratégia de desempenho acentuadamente mente maior do que o observado na bicicleta. Como com- pobre – geralmente porque não estão habituados a peda- plicador adicional, a aferição da pressão arterial pelo lar – o que pode dificultar sobremaneira o seu uso, nota- método auscultatório pode ser particularmente difícil. damente em idosos. Similarmente, o desconforto trazido pelo selim pode ser substancial, além da ocorrência fre- II.3. PROTOCOLOS qüente de dores lombares ou articulares (por exemplo, A caracterização das respostas ao TECP pode ser obtida joelho em pacientes com osteoartrose) em testes prolon- com dois tipos básicos de protocolo: (i) incremental, com gados – um selim especial, de dimensões maiores e com aumento progressivo da carga em períodos predetermi- encosto baixo, é altamente desejável para obesos. Torna- nados e (ii) de carga constante ou onda quadrática, em se importante, ainda, selecionar cuidadosamente a altura que a carga é mantida estável por um tempo fixo definido do selim: (i) inicialmente com o paciente em pé, quando previamente, ou sustentada até o limite da tolerância (en- o selim deve ficar ao nível da raiz da coxa e (ii) com o durance). A escolha do protocolo depende, em última paciente sentado, quando os membros inferiores devem análise, do objetivo do teste, ou seja, da(s) pergunta(s) a ficar quase completamente estendidos no ponto mais dis- ser(em) respondida(s). tal de excursão dos pedais (ângulo perna-coxa de aproxi- Protocolos incrementais madamente 5°-15°). Deve-se, obviamente, confirmar com o paciente se a posição lhe é confortável. Existem diversas opções de protocolos incrementais em esteira: embora o de Bruce(125) seja mais utilizado para a Esteira ergométrica detecção de doença arterial coronariana, sua maior des- No exercício realizado na esteira, a taxa de trabalho ou vantagem para o TECP reside nas súbitas e intensas varia- potência depende teoricamente da massa corporal total ções do nível de stress metabólico. Tais variações dificul- sob ação da gravidade (peso), da velocidade (trabalho tam sobremaneira a padronização das respostas e induzem horizontal) e da inclinação (trabalho vertical). De fato, é a exageradas variações no esforço despendido. As alter- aqui que reside a sua grande desvantagem quando com- nativas mais utilizadas para o TECP clínico em esteira são: parada com a bicicleta (Quadro III): a potência, na rea- (i) protocolo de Balke(126) modificado: velocidade constan- lidade, não pode ser acuradamente medida na esteira, já te (2-3mph) com incrementos iguais de inclinação (1 a que esta depende também da estratégia da marcha (ta- 2,5%) a cada 1 ou 2 minutos - em pacientes, a velocidade manho e freqüência das passadas, equilíbrio, grau de mo- ideal (marcha acelerada) deve ser atingida gradualmente vimentação dos membros, etc.) e do nível de suporte ex- em 2 a 3 minutos, ou (ii) protocolo de Weber(3), o qual terno. Desta forma, as estimativas indiretas do VO 2 envolve aumentos suaves de velocidade e inclinação (Fi- (usualmente expressas em múltiplos do consumo basal – gura 8). MET – sendo 1 MET = 3,5mL/min/kg) são particularmen- No caso da utilização de cicloergômetros, os incremen- te inacuradas na esteira. Isto é ainda mais verdadeiro quan- tos podem ser: (i) rápidos (a cada 1-3 minutos), tanto con- do se considera que o custo metabólico de correr em bai- tinuamente – “rampa” – (Figura 9) ou em incrementos xa velocidade (jogging) é muito maior do que andar súbitos em “degraus”, ou (ii) lentos, ou seja, a cada 3 rapidamente na mesma velocidade, além de existir um minutos ou mais, em “degraus”. Protocolos rapidamen- largo salto no dispêndio energético quando se passa da te-incrementais do tipo rampa parecem originar os me- marcha para a corrida(17). lhores resultados para o TECP; todavia, protocolos em A esteira ergométrica, entretanto, possui a vantagem degraus de até dois minutos produzem respostas virtual- de exigir maior demanda metabólica (o VO2máx é 6-11% mente indistinguíveis dos testes em rampa(127). Observar, maior do que na bicicleta) (Quadro III) e, possivelmente, entretanto, que nos protocolos do tipo “rampa” – nos J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 S 179 Neder JA, Nery LE Figura 8 – Protocolos cicloergométricos para o TECP no contexto clínico. No protocolo incremental do tipo “rampa” (painel à es- Figura 9 – Protocolos para o TECP utilizando esteira ergométrica. querda), após um período de coleta das variáveis no repouso e na No protocolo de Balke modificado (painel à esquerda), a velocida- carga zero (2-3 minutos cada), a potência deve ser incrementada de é constante (marcha acelerada) e a inclinação varia de acordo de acordo com o grau de aptidão estimada do indivíduo – de tal com o grau de aptidão estimada do indivíduo: o tempo total de forma que o tempo total de incrementação varie entre 8 e 12 minu- incrementação deve oscilar entre 8 e 12 minutos. O protocolo de tos. No protocolo de carga constante (painel à direita), após as fa- Weber (painel à direita) é mais adequado para pacientes menos ses de repouso e carga zero, a potência escolhida pode ser mantida limitados. por: (i) um tempo fixo pré definido (no mínimo 3 minutos) ou (ii) até o limite da tolerância (Tlim, num teste de endurance). Considerando-se que no protocolo de rampa o incre- mento de VO2 é virtualmente linear durante todo o teste quais a variação de carga é rápida e contínua – o valor de (com uma inclinação de cerca de 10mL/min/W), pode- VO2 correspondente a carga sendo aplicada num instante se estimar a taxa de incrementação (W/min) – para que qualquer estará sempre atrasado em relação à verdadeira um teste dure cerca de 10 minutos – como a diferença demanda de VO2 para aquela carga. Isto ocorre, simples- entre o VO2máx previsto (em mL/min, ver Valores de mente, porque leva tempo para o que está acontecendo Referência) e o VO2 previsto para a carga zero, dividida no músculo ser representado na troca gasosa medida ao por 100. Este último é melhor calculado estimando-se a nível do ar expirado: quando isto eventualmente ocorre, massa total dos membros inferiores(15): a carga já aumentou para um valor mais alto(127). Feliz- mente, entretanto, este atraso é constante (constante de VO2 na carga zero para homens (mL/min) = 16,8 x ((0,23 x peso) + 6,8) tempo) e corresponde, aproximadamente, a 45-60 se- VO2 na carga zero para mulheres (mL/min) = 16,8 x ((0,33 x peso) – 0,41) gundos (ou menos em indivíduos jovens); logo, a carga referente ao limiar de lactato num teste do tipo “rampa” Todavia, a experiência indica que incrementos de 10- é aquela que ocorre 45-60 segundos antes do limiar ex- 15W/min para indivíduos sedentários (eventualmente 5W/ presso em VO2 (VO2θL). É mais seguro e acurado, portan- min em pacientes idosos) ou 20-25W/min para indiví- to, expressar o limiar de lactato em termos. de VO2 (mL/ duos treinados (ocasionalmente até 30-35W/min em ho- min ou L/min) do que como carga (W). mens saudáveis) freqüentemente ocasionam testes com Neste protocolo, um aspecto de notável importância é 8-12 minutos de fase incremental. Eventualmente, em a duração do período de exercício incremental: como indivíduos muito debilitados, o tempo de carga zero pode delineado na Figura 9, 8-12 minutos são um compromis- ser aumentado ou ainda, em indivíduos treinados, o in- so satisfatório entre testes muito rápidos (os quais podem cremento iniciar-se a partir de um platô de 30-50W. ser interrompidos precocemente por fatores musculares Os protocolos incrementais são particularmente úteis periféricos ou fadiga) ou muito lentos (baixa motivação, para: i) definir a tolerância máxima ao exercício e seus limiar de lactato de mais difícil identificação, pressão do possíveis fatores limitantes, ii) estimar não-invasivamente selim no caso da bicicleta)(128). Um protocolo incremental o limiar de lactato (θL), iii) triar candidatos à reabilitação típico para pacientes deve ter: (i) uma fase de repouso (2- cardiovascular e pulmonar, e iv) avaliar respostas pós-in- 3 minutos ou mais), no qual verifica-se a ausência de hi- tervenção - tais testes são bem padronizados e com valo- perventilação antes de iniciar-se o teste (ver Cuidados res de referência estabelecidos(2,4). Trans- e Pós-TECP); (ii) um periodo de aquecimento em carga zero (2-3 minutos); (iii) um período de incrementa- Protocolos de carga constante ção (8-12 minutos) e (iv) um período de recuperação ati- Os testes de carga constante (i) podem estabelecer pre- va na carga zero (3-6 minutos, se possível) (Figura 9). cisamente as demandas metabólicas para uma dada car- S 180 J Pneumol 28(Supl 3) – outubro de 2002 Teste de exercício cardiopulmonar ga, (ii) possibilitam a avaliação das respostas pós-inter- Para a interpretação do teste, devem ser realizadas espi- venção ou treinamento em condições de carga igual – rometria sucessivas pós-exercício (e.g., 5, 10, 15, 20, e como, por exemplo, possíveis modificações na capacida- 30 minutos): Os valores de VEF1 devem ser expressos em de de sustentar prolongadamente uma determinada in- relação ao basal pré-exercício (∆VEF1 = (pré-pós/pré) x tensidade de exercício (endurance), (iii) auxiliam na de- 100). Embora uma redução do VEF1 pós-exercício > 10% tecção da BIE (ver abaixo), (iv) permitem a avaliação da possa ser considerada anormal, a maioria dos autores rapidez das modificações (cinética) das respostas na tran- considera queda > 15% como efetivamente diagnóstica sição repouso-exercício – um indicador importante da de BIE(1,117). aptidão ao exercício, e (v) podem ser utilizados para afe- rir a necessidade de oxigenioterapia sob diferentes níveis II.4. APARELHAGEM BÁSICA de demanda metabólica. Um protocolo de carga cons- A aparelhagem mínima necessária para a realização tante típico para pacientes deve incluir: (i) uma fase de do TECP apresenta-se comercialmente disponível na for- repouso (2-3 minutos ou mais), no qual verifica-se a au- ma de sistemas metabólicos integrados ou “carros meta- sência de hiperventilação antes de iniciar-se o teste (ver bólicos”. Estes sistemas caracterizam-se por apresentar Cuidados Trans- e Pós-TECP); (ii) um período de aqueci- um pacote de hardware e software dedicados ao teste, mento em carga zero (2-3 minutos); (iii) um período de os quais medem e integram continuamente os diversos exercício na carga previamente definida (no mínimo 3-6 sinais através de tecnologia microprocessada (Figura 2). minutos ou até o limite da tolerância) e (iv) um período de Embora tais avanços, indubitavelmente, simplificaram e recuperação ativa na carga zero (3-6 minutos, se possí- popularizaram enormemente o TECP, deve-se notar que vel) (Figura 9)(2,4). os mesmos dados podem ser obtidos pelo registro analó- Protocolos de carga constante específicos devem ser gico dos sinais primários num polígrafo padrão de múlti- utilizados quando o objetivo for a detecção da BIE. Como plos canais – com cálculo posterior das variáveis. De fato, esta condição parece ser desencadeada pela perda de a mesma aparelhagem pode ser obtida separadamente e, umidade e/ou calor da mucosa em condições de alto flu- como será visto abaixo, as antigas técnicas de medida xo aéreo(129,130), a premissa básica é a de estimular subita- fracionada – quando cuidadosamente realizadas – forne- mente elevadas taxas ventilatórias capazes de serem man- cem os dados mais confiáveis para a avaliação da acurá- tidas por um tempo mínimo adequado. A situação clínica cia dos sistemas modernos. mais comum é a do diagnóstico de BIE em indivíduo com Um aspecto fundamental dos sistemas computadoriza- suspeita de asma brônquica e teste espirométrico de re- dos é a capacidade de amostragem do conversor analógi- pouso normal: nestes indivíduos, uma resposta negativa co-digital para a entrada online dos sinais básicos: diver- à metacolina ou histamina não afasta a presença de BIE. sos sinais devem ser passíveis de captação numa faixa de Outras indicações possíveis dizem respeito à avaliação da freqüência de 50-100Hz. O programa deve ser capaz de efetividade de medicações anti-BIE, investigação da pre- analisar, se possível respiração-por-respiração, uma gama sença de BIE em indivíduo com asma estável e sintomas de variáveis, apresentá-las de forma tabular e gráfica e de esforço inexplicados e determinação da presença e armazená-las para futura análise (ver Apresentação dos gravidade do BIE em indivíduos trabalhando em atividades Resultados). Aspectos particularmente importantes são: com alta demanda metabólica e ventilatória(1,117). (i) o sistema deve permitir qualquer combinação de variá- Habitualmente recomenda-se atividade dinâmica (cor- veis, com possibilidade de apresentar vários eixos y; (ii) rida, bicicleta) por no mínimo 4 minutos (ideal de 6 minu- presença de uma forma de exportação dos dados para tos) sob elevado stress ventilatório: o Quadro IV traz as pacotes estatísticos ou base de dados (e.g., via linguagem recomendações consensuais da American Thoracic So- ASCCII); (iii) o usuário deve poder modificar e inserir no- ciety(117) e da European Respiratory Society(1) acerca da vos valores de referência; (iv) a determinação do “limiar intensidade ideal de exercício e outros aspectos operacio- anaeróbio” pode (e deve) ser realizada manualmente pelo nais do teste. Os melhores resultados parecem ser en- usuário – determinações “automáticas” não são confiá- contrados com a corrida livre; entretanto, a mesma é de veis; (v) o sistema deve permitir o interfaciamento com difícil padronização e execução no ambiente hospitalar. qualquer ergômetro, e (vi) facilidades adicionais são dese- Pode-se, portanto,