UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
EFEITOS DA VENTILAÇÃO NÃO INVASIVA VERSUS TREINAMENTO MUSCULAR RESPIRATÓRIO ASSOCIADO À REABILITAÇÃO CARDIOVASCULAR NA INSUFICIÊNCIA CARDÍACA CRÔNICA
CLÊNIA OLIVEIRA ARAÚJO
NATAL - RN 2019
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
EFEITOS DA VENTILAÇÃO NÃO INVASIVA VERSUS TREINAMENTO MUSCULAR RESPIRATÓRIO ASSOCIADO À REABILITAÇÃO CARDIOVASCULAR NA INSUFICIÊNCIA CARDÍACA CRÔNICA
Tese apresentada a banca do Programa de Pós- Graduação de Fisioterapia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte- UFRN, como Pré-requisito à obtenção do Grau de Doutor
Área de concentração: Avaliação e Intervenção
em Fisioterapia
Linha de pesquisa: Avaliação e Intervenção nos Sistemas Cardiovascular e Respiratório Orientadora: Profa. Dra. Selma Sousa Bruno
NATAL - RN 2019
iii
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial do Centro Ciências da Saúde - CCS
Araújo, Clênia Oliveira.
Efeitos da ventilação não invasiva versus treinamento muscular respiratório associado à reabilitação cardiovascular na
insuficiência cardíaca crônica / Clênia Oliveira Araújo. - 2019. 174f.: il.
Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia. Natal, RN, 2019.
Orientadora: Profa. Dra. Selma Sousa Bruno.
1. Insuficiência cardíaca - Tese. 2. Insuficiência cardíaca crônica -Tese. 3. Reabilitação cardiovascular - Tese. 4. Terapias complementares - Tese. I. Bruno, Selma Sousa. II. Título.
RN/UF/BS-CCS CDU 616.12-008.46
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
COORDENADORA DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
EFEITOS DA VENTILAÇÃO NÃO INVASIVA VERSUS TREINAMENTO MUSCULAR RESPIRATÓRIO ASSOCIADO À REABILITAÇÃO CARDIOVASCULAR NA INSUFICIÊNCIA CARDÍACA CRÔNICA
BANCA EXAMINADORA:
Profa. Dra. Selma Sousa Bruno (Presidente) – UFRN Profa. Dra. Joceline Cássia Ferezini de Sá (Interno) - UFRN Profa. Dra. Renata Carlos Felipe Nogueira (Interno)- UFRN Profa. Dra. Shirley Lima Campos (Externa)- UFPE
vi AGRADECIMENTOS
Agradeço acima de tudo a Deus, sem ele nada seria possível. Muito obrigada; por manter a minha fé sempre presente, até quando apenas ela restava. Pela força, resiliência e pelos anjos que colocou em meu caminho.
À minha preciosa e estimada mãe; Izabel, minha Belinha, sem você eu nada seria. Com você aprendi que a fé e o amor supera qualquer obstáculo. Fonte de inspiração, e de amor inesgotável que dedica sua vida à felicidade dos seus filhos, sendo muitas vezes; pai, mãe, minha melhor amiga, a melhor companheira do mundo, suas boas energias transcendem a alma.
Ao meu pai, Souza, (in memoriam) por ensinar preciosos valores determinantes para formação do meu caráter, sendo fonte de inspiração e sabedoria.
Ao meu companheiro, Alexandre, que compartilho grande parte da minha vida; desde minha graduação, especialização, mestrado, trilhando diversos caminhos, entre; João Pessoa, São Paulo, Campina Grande e agora no Doutorado; Natal também. Obrigada por seu amor, dedicação e compreensão em todos os momentos, principalmente na minha ausência, nas noites mal dormidas quando o sono faltava. Minha gratidão.
Agradeço infinitamente a Deus o privilégio de ser mãe e ser agraciada com um amor que não sou capaz de medir e que impulsiona e estimula o meu viver. Um laço tão forte, tão puro e tão sublime que talvez se aproxime do amor de Deus. Não consigo imaginar como seria a minha vida se não os tivesse. Obrigada Luana e Victor. E ao meu filho de patas também (Lilo).
Aos meus queridos irmãos (Josenildo, Alex e Túlio) e minhas sobrinhas (o) (Clarinha, Tamie, Samara, Luc, Igor, Cauã e Yan) que mesmo distantes sempre estiveram espiritualmente presentes. Na certeza do grande amor que nos unem, das nossas vidas, dos nossos obstáculos que nos ensinaram a sermos fortes.
Ao meu grande amigo e irmão Túlio. Minha referência de ser humano; aquele que me conduziu ao altar e que sempre esteve presente nos momentos mais importantes da minha vida.
Aos meus avós (in memoriam) e todos meus tios, tias e primas (o) por ensinarem e partilharem os mais nobres sentimentos.
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Ao meu sogro (in memoriam), minha sogra; cunhadas (o) por serem tão especiais e presentes na minha família.
À minha cunhada Luciana Mendes, amiga e irmã de coração. Obrigada por todos seus ensinamentos, carinho e compreensão.
À minha orientadora, Profa. Dra. Selma Bruno, profissional exemplar e fonte de grande inspiração. Obrigada por seus ensinamentos e por acreditar em mim, além da oportunidade de desenvolver esse gratificante trabalho, tornando um sonho em realidade. Minha gratidão.
Aos professores da banca de defesa. Obrigada pela disponibilidade.
Aos Profs. Dr. Guilherme Fregonezi e Dra. Vanessa Resqueti, excelentes profissionais aos quais tenho grande respeito e admiração. Obrigada pela relevante ajuda e valiosos ensinamentos. Minha gratidão.
Aos professores do programa de Pós-Graduação em Fisioterapia por contribuírem na construção do conhecimento científico. Assim como a todos os funcionários tão solícitos em ajudar.
Aos queridos professores (Prof. Jamilson, Prof. Álvaro, Profa. Patrícia, Prof. Ivan Daniel, Profa. Jaqueline e Profa. Gardênia) que sempre me acolheram com carinho, tornando minha estadia em Natal mais feliz. Muito obrigada.
Aos colegas da turma de doutorado (ano 2015) sempre gentis, principalmente Taciano Rocha e Renata Tomaz que dividimos momentos de aprendizado, viagens e boas risadas.
A todos os integrantes do Core: Renata Carlos, Renata Corte, Amanda, Davi, Tatiana, Nicole, Carol e Giuliana por toda ajuda prestada nessa jornada. A Profa. Dra. Joceline por todo seu carinho e acolhimento. Ao Prof. Gerson; muito obrigada.
A todas minhas amigas, principalmente Vanuska e Paty que acompanharam de perto todos os momentos mais difíceis dessa trajetória. Minha gratidão.
Agradeço infinitamente ao Dr. Paulo de Freitas diretor do Hospital Universitário Alcides Carneiro, ao chefe da Cardiologia (Dr. Valdir), da Fisioterapia (Prof. João) e todos os funcionários tão gentis, do setor de Fisioterapia do Centro de Assistência Especializada de Saúde e Ensino – CAESE; Setor ambulatorial de Fisioterapia Cardiorrespiratória. Muito obrigada.
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A todos Cardiologistas envolvidos no encaminhamento dos pacientes, em particular ao Dr. Prof. Isaac Newton Guimarães Andrade, ao setor de Fisioterapia. Obrigada pela confiança. Minha gratidão.
Ao Departamento de Fisioterapia da Universidade Estadual da Paraíba, em nome da Profa. Giselda tão solícita em ajudar, obrigada por tornar possível o empréstimo de alguns equipamentos utilizados na avaliação desta pesquisa.
A todos os participantes que concordaram em participar deste estudo. Meu sincero respeito e gratidão. Sem vocês nada seria possível.
ix PREFÁCIO
A presente tese intitulada “Efeitos da Ventilação Não Invasiva Versus Treinamento Muscular Respiratório Associado à Reabilitação Cardiovascular na Insuficiência Cardíaca Crônica” foi elaborada de acordo com os preceitos do Programa de Pós – Graduação em Fisioterapia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte e sob a orientação da Profa. Dra. Selma Sousa Bruno, alinhados às normas da Pró- Reitoria de Pós- Graduação desta Universidade.
Inicialmente, consta uma introdução, que aborda conceitos gerais a respeito da Insuficiência Cardíaca (IC); prevalência, epidemiologia, classificação e prognóstico da IC. Ainda na introdução, foram elucidados aspectos relacionados à intolerância ao exercício na IC, mecanismos sugeridos para insuficiência ventilatória na IC, relação da redução da pressão expiratória máxima e ineficiência ventilatória na insuficiência cardíaca e em indivíduos saudáveis, mecanismos fisiopatológicos envolvidos na disfunção muscular respiratória, importância da reabilitação cardiovascular (RC) e das terapias coadjuvantes associadas à RC para otimizar à tolerância ao exercício, assim como a mensuração da capacidade de exercício, função pulmonar, força dos músculos respiratórios e qualidade de vida. A temática foi desenvolvida baseada em evidências científicas de diferentes estratégias de terapias complementares e protocolos para o treinamento muscular respiratório; que nortearam o estabelecimento das principais hipóteses e questões de estudo.
Seguem-se então os demais elementos de tese, que correspondem aos objetivos e detalhamento dos aspectos metodológicos dos diferentes estudos, os quais foram descritos em capítulos subsequentes. A fim de responder aos objetivos previamente delineados nosso estudo resultou na produção de três artigos científicos, foram eles: 1) “Additional effects of inspiratory and expiratory muscle training versus non-invasive ventilation as an add-on to conventional cardiac rehabilitation on Chronic failure. Pilot Study”, 2) “Is there any additional benefit in using inspiratory concomitant expiratory muscle training in chronic heart failure associated with aerobic exercise in heart failure with reduced ejection fraction?”, 3) “Impact of Inspiratory Muscle Training in Oxygen Uptake Kinetics in Patients with Chronic Heart Failure Versus Healthy Individuals: A Systematic Review”; que se encontram expostos no tópico de “Resultados e Discussão”.
x
Em seguida, constam as considerações finais, apontando as principais implicações dos achados deste estudo. Por fim, encontram-se as referências bibliográficas utilizadas, além dos anexos e apêndices envolvidos nessa tese.
xi RESUMO
Introdução: A dispneia é um dos sintomas mais comuns aos esforços na insuficiência
cardíaca crônica com fração de ejeção ventricular esquerda reduzida (ICFEr) e avança implacavelmente com a progressão da doença, levando à redução da capacidade funcional. Portanto, investigações sobre o uso da ventilação não invasiva (VNI) ou do treinamento muscular respiratório (TMR) tornam-se essenciais uma vez que podem orientar melhor a tomada de decisões clínicas para otimizar a tolerância ao exercício durante à Reabilitação Cardiovascular (RC). O uso da VNI tem mostrado ser eficaz na redução do trabalho cardiorrespiratório na IC, enquanto protocolos envolvendo a combinação do treinamento muscular inspiratório (TMI) e treinamento muscular expiratório (TME) podem ser inovadores e ter um efeito aditivo no desempenho ao exercício após o TMR. Porém, a evidência da eficácia desse protocolo não é bem estabelecida até o momento. Embora a ineficiência ventilatória na IC possa ser agravada como resultado da fraqueza muscular expiratória, o TME não é claro na literatura, existindo apenas uma série de relatos de casos mostrando melhora nos parâmetros ventilatórios e esses efeitos benéficos ainda não foram confirmados por estudos randomizados. Assim, hipotetizamos que a modalidade combinando TME mais TMI associado à RC pode apresentar efeitos superiores ao uso da VNI mais RC. Objetivos: O 1º estudo teve como objetivo analisar os efeitos do TME mais TMI associados à RC versus VNI mais RC na tolerância ao exercício, no desempenho da musculatura respiratória e qualidade de vida na ICFEr. O 2º estudo, o objetivo foi avaliar o benefício adicional do TME mais TMI quando comparado ao TMI isolado na ICFEr. O 3º estudo foi uma Revisão sistemática que teve o objetivo avaliar os efeitos do TMI na cinética do consumo de oxigênio (VO2) em indivíduos com IC comparado à indivíduos saudáveis. Métodos: A pesquisa foi
dividida em três etapas. Inicialmente foi realizado um ensaio clínico randomizado, 21 pacientes com ICC foram alocados em 3 grupos: Grupo 1 RC- controle (n=7), Grupo 2 – RC mais VNI (n=7), Grupo 3 – RC mais TME + TMI (n=7), portanto 17 pacientes cumpriram 12 semanas do programa estruturado de RC supervisionado três vezes por semana. O Grupo 2 – RC + VNI com modo Continuous positive airway pressure (CPAP ajustado até 8 cmH2O por
20 minutos), usando o VPAP TM Auto 25 ResMed System (ResMed® USA). A RC mais TMR, por 30 minutos de duração, sendo 15 minutos com carga inspiratória até 40% da pressão inspiratória máxima (PImáx) e 15 minutos com carga expiratória entre 5 e 15% da PEmáx, sendo o TME realizado conforme o protocolo desempenhado no estudo de Cahalin et al. O segundo estudo: foi um ensaio controlado e randomizado. Quatorze pacientes com ICFEr foram randomizados e alocados em três grupos: Grupo 1: Cuidados usuais (controle), Grupo 2: TMI (carga 40% da PImáx), Grupo 3; TMI mais TME (carga 5-15% da PEmáx), com exercícios por 12 semanas. E o terceiro estudo: revisão sistemática a busca incluiu as bases MEDLINE, PEDRo, Embase, Cinahl e Cochrane Central para avaliar os efeitos do TMI na cinética do VO2. Resultados: Portanto, no 1º estudo: quando comparado a VNI versus
TME + TMI, essas terapias complementares associadas à RC foram semelhantes quanto à distância caminhada de seis minutos (DC6M) e o VO2 pico, porém houve diferença
significativa no Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire (MLHFQ) comparadas ao controle (de 24,6 vs. 19,2 na RC mais VNI, p=0,0001; e 26,6 vs. 19,2 na RC + TME plus TMI, p<0,0001). A RC mais VNI levou a incremento adicional, na capacidade vital forçada (CVF). A RC mais TME + TMI mostrou benefício adicional nas pressões máximas inspiratórias e expiratórias (p<0,0001) quando comparada tanto ao uso da VNI mais RC, quanto ao grupo controle. Tanto a RC mais VNI ou RC associada ao TME mais TMI podem fornecer benefícios adicionais na qualidade de vida. Na segunda etapa; O treinamento combinando TMI mais TME demonstrou melhora adicional na PEmáx; (75 ± 13 vs.115 ± 16; p = 0,002); quando comparado ao TMI isolado. Houve incremento na DC6M, (339 ± 39 vs.
xii
434 ± 31; p = 0,037) e ventilação voluntária máxima (MVV; 69,6 ± 2,7 vs.77,4 ± 4,0; p = 0,021), comparado ao grupo controle (cuidados usuais). Na terceira etapa a revisão sistemática que incluiu três ensaios randomizados avaliando os efeitos do TMI na cinética do VO2, demostrando que o TMI na IC pode melhorar significativamente a cinética de
recuperação do VO2, significando diferenças na cinética do VO2 de -0,66mL / kg / mi
(IC95%, -0,84 a -0,47; n=56) e no pico de VO2 em 5,03(IC95%, - 6,73 a -3,32, n=56). O
comportamento da dinâmica do VO2 parece ser diferente entre paciente com ICFEr e os
indivíduos saudáveis. Em indivíduos saudáveis alguns autores não observaram alterações significativas no VO2 máx durante o teste incremental após a intervenção TMI ou Sham, mas
a amplitude da cinética do consumo lento de oxigênio foi reduzida e a pressão inspiratória máxima inicial aumentou significativamente. Portanto, devido um pequeno número de estudos, tornam-se inconclusivos os resultados dessa revisão. A análise da cinética do VO2
conforme a abordagem GRADE, a qualidade da evidência apresentada por esse resultado foi baixa, em razão das limitações na metodologia, imprecisão e inconsistência dos resultados. Os efeitos das terapias complementares associadas à RC podem depender do protocolo de exercício, das condições clínicas basais dos pacientes e na forma de avaliação. Portanto, a combinação de TME mais TMI durante a RC pode ser superior ao uso da VNI na melhora do desempenho dos músculos ventilatórios em pacientes com ICFEr.
Palavras chaves: Insuficiência cardíaca; Reabilitação cardiovascular; Treinamento muscular
xiii
ABSTRACT
Introduction: Dyspnea is one of the most common symptoms of efforts in chronic heart
failure with reduced left ventricular ejection fraction (HFrEF) and progresses relentlessly with disease progression, leading to reduced functional capacity. Therefore, investigations on the use of non-invasive ventilation (NIV) or respiratory muscle training (RMT) become essential since they can better guide clinical decision-making to optimize exercise tolerance during Cardiovascular Rehabilitation (CR). The use of NIV has been shown to be effective in reducing cardiorespiratory work in HF, while protocols involving the combination of inspiratory muscle training (IMT) and expiratory muscle training (EMT) can be innovative and have an additive effect on exercise performance after TMR. However, the evidence for the effectiveness of this protocol is not well established to date. Although ventilatory inefficiency in HF may be aggravated as a result of expiratory muscle weakness, EMT is not clear in the literature, with only a series of case reports showing improvement in ventilatory parameters and these beneficial effects have not yet been confirmed by randomized studies. Thus, we hypothesize that the modality combining EMT plus IMT associated with CR may have effects that are superior or similar to the use of NIV plus CR. Objectives: The first study aimed to analyze the effects of EMT plus IMT associated with CR versus CR plus NIV on exercise tolerance, respiratory muscle performance and quality of life in HFrEF. The 2nd study; the objective was to assess the additional benefit of EMT plus IMT when compared to IMT alone in HFrEF. The third study was a systematic review that aimed to assess the effects of IMT on the kinetics of oxygen consumption (VO2) in individuals with HF compared to
healthy individuals. Methods: The research was divided into three stages. Initially, a randomized clinical trial was carried out, involving 17 patients with CHF who were allocated to Group 1 CR - control (n = 6), Group 2 - CR plus NIV (n = 5), Group 3 - CR plus EMT + IMT (n = 6). All patients were evaluated before and after 12 weeks of the structured supervised CR program three times a week. Group 2 - RC + VNI with Continuous positive airway pressure mode (CPAP adjusted to 8 cmH2O for 20 minutes), using the VPAP TM Auto 25 ResMed System (ResMed® USA). CR plus TMR, for 30 minutes, being 15 minutes with inspiratory load up to 40% of maximum inspiratory pressure (MIP) and 15 minutes with expiratory load between 5 and 15% of MEP, with the EMT performed according to the protocol performed in study by Cahalin et al. The second study: was a controlled and randomized trial; Fourteen patients with HFrEF who were randomized into three groups: Group 1: Usual care (control); Group 2: TMI (load 40% of MIP), Group 3; IMT plus EMT (load 5-15% of MEP), with exercises for 12 weeks. And the third study; a systematic review; the search included the MEDLINE, PEDRo, Embase, Cinahl and Cochrane Central databases to assess the effects of IMT on VO2 kinetics. Results: Therefore, in the 1st study: when
compared to NIV versus EMT + IMT, these complementary therapies associated with CR were similar in terms of the six-minute walking distance (6MWD) and VO2peak, however
there was a significant difference in the Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire (MLHFQ) compared to control (24.6 vs. 19.2 in RC plus NIV, p = 0.0001; and 26.6 vs. 19.2 in CR + EMT plus IMT, p <0.0001). CR plus NIV led to an additional increase in forced vital capacity (FVC). The CR plus EMT + IMT showed an additional benefit in the maximum inspiratory and expiratory pressures (p <0.0001) when compared to both the use of NIV plus CR and the control group. Both CR plus NIV or CR associated with EMT plus IMT can provide additional quality of life benefits. In the second stage; The training combining IMT plus EMT demonstrated additional improvement in the 6MWD, (339 ± 39 vs. 434 ± 31; p = 0.037); maximum voluntary ventilation (MVV; 69.6 ± 2.7 vs. 77.4 ± 4.0; p = 0.021), compared to the control group (usual care). And in MEP; (75 ± 13 vs. 115 ± 16; p = 0.002); when compared to both the isolated IMT. The study suggests that IMT + EMT can contribute to the additional MEP gain; compared to isolated IMT. In addition, it can optimize exercise
xiv
tolerance in patients with HFrEF compared to control. And in the third stage, the systematic review that included three randomized trials evaluating the effects of IMT on VO2 kinetics;
demonstrated that IMT in HF can significantly improve VO2 recovery kinetics, meaning differences in VO2 kinetics of -0.66mL/kg/min (95% CI, -0.84 to -0.47; n = 56) and at VO2
peak at 5.03mL/kg/min (95% CI, - 6.73 to -3.32, n = 56). The behavior of the VO2 dynamics
seems different between a patient with HFrEF and healthy individuals. In healthy individuals, some authors did not observe significant changes in VO2max during the incremental test after
the IMT or Sham intervention, but the amplitude of the kinetics of slow oxygen consumption was reduced and the initial maximum inspiratory pressure increased significantly. Therefore, due to a small number of studies, the results of this review are inconclusive. The analysis of VO2 kinetics according to the GRADE approach, the quality of the evidence presented by this
result was low, due to the limitations in the methodology, imprecision and inconsistency of the results. The effects of complementary therapies associated with CR may depend on the exercise protocol, the patients' baseline clinical conditions and the form of assessment. Therefore, the combination of EMT plus IMT during CR may be superior to the use of NIV in improving the performance of ventilatory muscles in patients with HFrEF.
Keywords: Heart failure; Cardiovascular rehabilitation; Expiratory muscle training;
xv
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Tese
Figura 1. Mecanismos fisiopatológicos envolvidos na Intolerância ao exercício na ICC...
32
Quadro 1. Fatores envolvidos na intolerância ao exercício na insuficiência cardíaca crônica... 33
Figura 2. Manovacuômetro digital MVD300® digital manômetro (Globalmed, Porto Alegre- RS, Brasil)... 51
Figura 3. Teste de caminhada de seis minutos (TC6M) com análise de gases ventilatórios por telemetria... 54
Figura 4. Suporte ventilatório VPAP ™ Auto 25 ResMed (ResMed®USA)... . 56
Figura 5. Desenho Experimental do primeiro estudo... 57
Figura 6. Desenho Experimental do segundo estudo... 58
Artigo 1 Figure 1. Flowchart of the study………... 84
Figure 2. Value between the groups of 6MWT, General Score MLHFQ and VO2peak before and after cardiovascular rehabilitation (CR)……… 87
Artigo 2 Figure 1. Flowchart of the study………. 99
Artigo 3 Figure 1. Flowchart of the study: PRISMA Flow Diagram………... 118
xvi
LISTA DE TABELAS
Artigo 1
Table 1. Baseline characteristics of patients among the groups………. 85
Table 2. Results of spirometry, quality of life, exercise capacity……… 88
Table 3. Variables that influenced the VO2 obtained in the 6MWT……… 90
Artigo 2
Table 1. Baseline characteristics of patients among the groups………. . 109
Table 2. Exercise capacity, maximum respiratory pressure and spirometry……… 110
Artigo 3
Table 1. Characteristics of the studies included in this review……… 123
Table 2. Evaluation of included studies’ quality……….……… 125
xvii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AACVPR. American Association of Cardiovascular & Pulmonary Rehabilitation ACSM. American College Sports of Medicine
ATS. American Thoracic Society AVD. Atividades de vida diária
BACPR. British Association for Cardiovascular Prevention and Rehabilitation CEP. Comitê de Ética em Pesquisa
CO2. Dióxido de carbono
CPAP. Continuous positive airway pressure mode CPT. Capacidade pulmonary total
CRF. Capacidade residual funcional CV. Capacidade vital
CVF. Capacidade vital forçada
DC6M. Distância caminhada de seis minutos DC. Débito cardíaco
DCV. Doença cardiovascular
DDVE. Diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo DM2- Diabetes mellitus tipo 2
DPOC. Doença pulmonar obstrutiva crônica DSVE. Diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo EA. Exercício aeróbico
ESC. European Society of Cardiology FC. Frequência cardíaca
FCR. Frequência cardíaca reserva
FEVE. Fração de ejeção ventricular esquerda
FEVEi. Fração de ejeção do ventrículo esquerdo intermediária FEVEp. Fração de ejeção do ventrículo esquerdo preservada
xviii
FITT-VP. Frequência, Intensidade, Tempo, Tipo, Volume, Progressão HAS. Hipertensão arterial sistêmica
HUAC. Hospital Universitário Alcides Carneiro IC. Insuficiência cardíaca
ICC. Insuficiência cardíaca crônica
ICFEr. Insuficiência cardíaca com fração de ejeção reduzida IL-6. Interleucina 6
IMC. Índice de massa corporal LA. Limiar anaeróbio
MLHFQ. Minnesota Living with Heart Failure MMII. Membros inferiores
MMSS. Membros superiores MRT. Mean response time of VO2
NYHA. New York Heart Association PCR. Proteína C reativa
PEmáx. Pressão Expiratória máxima PImáx. Pressão Inspiratória máxima PRM. Pressão Respiratória máxima RC. Reabilitação Cardiovascular RER. Respiratory exchange ratio
ReBEC. Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos TC6M. Teste de caminhada de seis minutos TECP. Teste de esforço cardiopulmonar
TCLE. Termo de Consentimento livre e Esclarecido TMI. Treinamento muscular inspiratório
TME. Treinamento muscular expiratório TMR. Treinamento muscular respiratório
UFCG. Universidade Federal de Campina Grande UFRN. Universidade Federal do Rio Grande do Norte
xix VNI. Ventilação não invasiva
V/Q. Ventilação perfusão
VO2 pico. Consumo de oxigênio no pico do exercício
VEF1. Volume expiratório forçado no primeiro segundo
VE/VCO2. Equivalente ventilatório de dióxido de carbono
VE/VO2. Equivalente ventilatório de oxigênio
xx SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO... 23
1.1 Insuficiência cardíaca, epidemiologia e classificação... 24
1.2 Intolerância ao exercício na IC... 24
1.3 Disfunção muscular respiratória... 26
1.4 Mecanismos sugeridos para ineficiência ventilatória e sintomatologia... 27
1.5 Relação da redução da pressão expiratória máxima e ineficiência ventilatória na IC e em saudáveis... 29
1.6 Mecanismos fisiopatológicos envolvidos na disfunção muscular respiratória... 31
1.7 Importância da Reabilitação Cardiovascular... 34
1.8 Terapias complementares associadas à RC... 35
1.9 Teste da caminhada de seis minutos... 38
2 OBJETIVOS... 41 2.1 Objetivo geral... 42 2.2 Objetivos específicos... 42 3 HIPÓTESES... 43 4 MATERIAIS E MÉTODOS... 45 4.1 Delineamento do estudo... 46 4.2 Local de realização... 46 4.3 Período do estudo... 46 4.4 Participantes... 46 4.5 Amostra... 46 4.6 Critérios de inclusão... 47 4.7 Critérios de exclusão... 48
xxi 4.8 Aspectos éticos... 48 4.9 Procedimentos de avaliação... 49 4.9.8 Protocolo de Exercício... 54 4.10 Estratégia estatística... 59 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO... 61
5.1 Artigo 1: “Additional Effects of Inspiratory and Expiratory Muscle Training versus Non-invasive Ventilation as an add-on to Conventional Cardiac Rehabilitation on Chronic failure. Pilot study”……….…………. 63
5.2 Artigo 2: “Is there any additional benefit in using inspiratory concomitant expiratory muscle training in chronic heart failure associated with aerobic exercise in heart failure with reduced ejection fraction? ”………. 91
5.3 Artigo 3: “Impact of Inspiratory Muscle Training in Oxygen Uptake Kinetics in Patients with Chronic Heart Failure versus Healthy Individuals: A Systematic Review”………...………..………..…... 111
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 7 PERSPECTIVAS PARA FUTURAS PESQUISAS... 133 136
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 138
ANEXOS... 152
ANEXO 1- Parecer aprovado do Comitê de Ética e Pesquisa... 153
ANEXO II- Escala de Percepção de Esforço- BORG (6-20)... 164
APÊNDICES... 165
APÊNDICE A- Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE)... 166
xxii
APÊNDICE C- Questionário de Qualidade de Vida Minnesota Living With Heart
Failure Questionnaire (MLHFQ)... 172
APÊNDICE D- Ficha de Acompanhamento da Reabilitação Cardiovascular... 176
1.1- Insuficiência Cardíaca, Epidemiologia e Classificação
A Insuficiência Cardíaca (IC) é uma síndrome clínica complexa de caráter multissistêmico que resulta de qualquer prejuízo estrutural ou funcional no enchimento ventricular ou na capacidade deste em ejetar sangue. O comprometimento fisiopatológico na IC pode ter origem, no pericárdio, miocárdio, endocárdio, válvulas cardíacas ou sobrecarga nos vasos sistêmicos ou pulmonares ou ainda algumas desordens metabólicas tais como obesidade severa e apneia obstrutiva do sono podendo causar tais prejuízos no coração 1,2. A IC atinge 1-2% da população adulta e estes percentuais se quadriplicam com a senilidade (6-10% ) 3, 4, sendo um dos mais importantes desafios clínicos atuais.
Apesar dos avanços no conhecimento e tratamento farmacológico e não farmacológico da IC, essa síndrome ainda contribui para os elevados índices de morbimortalidade no mundo todo 2, 4, 5, 7, 8, 9,10.No mundo, cerca de 26 milhões de indivíduos são diagnosticados com IC 3. No Brasil, o Sistema Único de Saúde (SUS) destaca a IC como causa mais frequente de internação por Doença Cardio-Vascular (DCV). Dados que representam 28% do total de óbitos ocorridos entre os anos de 2010-2015 por DCV, atingindo 38% dos óbitos na faixa etária produtiva (18 a 65 anos) 8.
A classificação da IC leva em consideração a funcionalidade (de I-IV pala NYHA), o grau de severidade da doença (de A-D) e a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE). Quanto a essa última classificação, uma FE <50%, medida no ecocardiograma, classifica a IC com fração reduzida (ICFEr), acima de 50% como IC com FE preservada (ICFEp) e recentemente as diretrizes Europeia e Canadense assumem uma nova classificação para FE. Os Valores 41-49% classificam como IC com FE intermediária (ICFEi) 11. A ICFEr é a forma clínica mais encontrada da doença e que apresenta déficits de ejeção ventricular, portanto foi à forma considerada nesse estudo.
1.2- Intolerância ao Exercício na Insuficiência Cardíaca
A manifestação cardinal da IC é dispneia e fadiga que culmina com intolerância ao exercício físico e redução da capacidade funcional que em última análise é o fator primário para o aumento da morbi mortalidade 11, 12.Uma das características patofisiológica centrais da
IC na intolerância ao exercício é a incapacidade de liberar o oxigênio a uma taxa proporcional à necessidade metabólica dos músculos em atividade. Haykowsky et al. (2015)13 demonstraram que o consumo de oxigênio pico (VO2pico) é 35% inferior tanto em pacientes
com IC e fração de ejeção (FE) ventricular preservada como naqueles com FE reduzida quando comparados com indivíduos saudáveis. A redução do VO2 pico se traduz por
diminuição da capacidade de exercícios, em que atividades simples da vida diária podem exigir quase um esforço máximo e resultar em desuso dos músculos esqueléticos.
Evidências ao longo dos anos mostram que a intolerância ao esforço físico na IC pode depender mais do grau das alterações periféricas do que das alterações centrais. Portanto, essas evidências foram enfatizadas e fortalecidas na medida em que foi demonstrado que a fração de ejeção do ventrículo esquerdo tem baixa correlação com o consumo de oxigênio pico e que medicamentos capazes de melhorar agudamente a função cardíaca não influenciam a capacidade funcional 14, sendo proposto por Nilsson et al. (2008)14, a teoria do paradoxo hemodinâmico, após observar que as intervenções farmacológicas como vasodilatadores ou drogas inotrópicas melhoram a resposta hemodinâmica central, mas seu efeito na capacidade de exercício é ainda incerto.
Na IC, umas das hipóteses para a diminuição da força muscular periférica é o aumento do dano oxidativo que acomete tanto o miocárdio como a musculatura esquelética15. As elevações das espécies reativas de oxigênio e do estresse oxidativo desencadeia processo inflamatório, com formação de citocinas como o fator de necrose tumoral alfa (TNF- alfa) e interleucina 6 (IL-6) que modula a degradação de proteína e a apoptose na musculatura esquelética 15-19, portanto a atrofia muscular periférica acomete mais de 68% dos pacientes com IC 15. Um provável mecanismo por trás dessa atrofia muscular é que a angiotensina II estimula a produção de espécies reativas de oxigênio, assim como também pode ser correlacionada com o aumento da proteína C-reativa, fibrinogênio e de citocinas pró-inflamatórias que desencadeia a atrofia muscular respiratória, o que podem contribuir no aumento do trabalho diafragmático e desencadear a sensação de dispneia 20-25. A miopatia sistêmica também está associada à regulação do cálcio intracelular alterado, como também diminuição da densidade e volume das mitocôndrias, resultando não só em diminuição da força muscular periférica, mas respiratória21.
1.3 - Disfunção Muscular Respiratória
A disfunção dos músculos respiratórios, dentre elas a diminuição de força e resistência respiratória, pode estar presente em alguns pacientes com IC com prevalência entre 30 e 50% na faixa etária entre 50-60 anos e em classe funcional NYHA entre I-III 25, 26. Estudos apontam que as pressões inspiratórias e expiratórias máximas (PImáx e a PEmáx), uma métrica da força muscular respiratória, pode se relacionar com o declínio do desempenho muscular respiratório e com a capacidade de exercício 27, 28. Na IC, Nanas et al. (1999)27 conseguiram explicar, em parte, essa relação supracitada, seus pacientes apresentavam diminuição da PImáx em 73% do predito e da PEmáx em 53% do predito em repouso. Após 10 minutos do teste de exercício cardiopulmonar houve maior declínio da PEmáx, já que seus valores caíram para 49% do predito, enquanto os valores da PImáx caíram para 72% do predito. Porém, houve associação da PImax pós-exercício com o VO2 pico e a cinética do
oxigênio.
Em consonância, em indivíduos saudáveis, após teste de esforço, também há evidências de que o declínio na PEmáx pode ser maior que da PImáx durante testes aeróbicos incrementais para ciclistas (19% de redução da PEmáx e 13% de diminuição da PImáx, p<0,05). Esse declínio está significativamente correlacionado com o componente lento do consumo de oxigênio após o exercício de carga constante (PEmáx, r = 0,75, p <0,05, e para PImáx, r = 0,55, p <0,05), podendo estas reduções contribuírem com a diminuição da capacidade de exercício28. Portanto, vários estudos confirmam essa evidência tanto, entre ciclistas e corredores 29, 30, 31.
A gênese da redução da força muscular diafragmática, em camundongos, relaciona-se aos potenciais efeitos da angiotensina II no músculo diafragma, que é acompanhada da produção de espécies reativas de oxigênio que desencadeiam o processo inflamatório e a liberação do fator de necrose tumoral (TNF)- alfa que induz a atividade da enzima esfingomielinase, contribuindo para perda de força muscular diafragmática e diminuição da resposta dos miofilamentos musculares à ativação do cálcio, sendo os principais componentes da via de sinalização do esfingolipídeo no diafragma que explicam os possíveis mecanismos para a fraqueza muscular e a origem da dispneia ao esforço, experimentados pelos pacientes com insuficiência cardíaca 32, 33.
Estudos em humanos têm mostrado alterações nos tipos de fibras na musculatura do diafragma na IC. Tikunov et al. (1997)22 relatam aumento na proporção de fibras tipo I de contração lenta (oxidativas) e diminuição das fibras do tipo IIb de contração rápida (glicolíticas) na IC. Em indivíduos saudáveis a musculatura diafragmática verifica-se 55% das fibras do tipo I; 21% das fibras do tipo IIa e 24% das fibras do tipo IIb (Anraku & Shargalli, 2009)34. Em consonância, na IC observam-se até 60% das fibras do tipo I; 30- 35% do tipo IIa e somente 10% das fibras são do tipo IIb, as quais fibras são facilmente fatigadas devido à sua dependência na glicólise anaeróbica 22. A maior proporção de fibras tipo I na IC pode ocorrer provavelmente em função do aumento crônico na carga diafragmática; por congestão vascular pulmonar, resposta ventilatória alterada durante o exercício, resultando em um maior espaço morto fisiológico e redução na eficiência ventilatória 22. As alterações na função pulmonar na IC são provavelmente multifatoriais, podendo ser explicadas tanto por edema intersticial e ou alveolar, aumento do tamanho do coração35, 36; como também a redução da capacidade de difusão pulmonar se correlaciona positivamente com as pressões de enchimento do ventrículo esquerdo e valores reduzidos predizem aumento da mortalidade em pacientes com insuficiência cardíaca 37.
Além disso, o VO2 pico e a PImax são considerados preditores independentes de
sobrevida em pacientes com insuficiência cardíaca38. Sendo a capacidade funcional uma variável capaz de ser melhorada com terapêuticas, e provavelmente, a fraqueza muscular respiratória pode ser reversível e otimizar o desempenho ao exercício. Ramalho et al. (2019)39 analisaram 256 pacientes com IC em um estudo de coorte prospectivo, e determinaram em seu estudo, que a gravidade da fraqueza muscular inspiratória medida pela PImáx e a menor distância percorrida no teste de caminhada de seis minutos, aumenta proporcionalmente o risco de mortalidade. Portanto, o tempo médio de sobrevida melhora se a distância foi maior > 350m e diminui com a distância ≤350m.
1.4 – Mecanismos sugeridos para Ineficiência ventilatória e sintomatologia
na IC
Os sintomas mais frequentes ao exercício na Insuficiência Cardíaca Crônica são a dispneia e a fadiga de membros inferiores (MMII) 40. Clark et al. 41 analisaram dados de 222
testes de exercícios incrementais limitados por sintomas, para determinar se havia diferenças entre pacientes com IC que interromperam o exercício por causa de dispneia ou fadiga de MMII. Foi observado que 160 pacientes cessaram o exercício por causa de dispneia ao passo que 62 foram limitados pela fadiga de MMII. Em consonância, não houve diferenças no diagnóstico subjacente, na hemodinâmica ventricular esquerda, na capacidade aeróbica e da inclinação VE/VCO2. A disfunção muscular quer intrínseca ou secundária a uma entrega de
oxigênio insuficiente, culmina em mais estímulos nervosos do comando motor é necessária para uma dada força contrátil, portanto os mecanismos precisos da intolerância ao exercício permanecem obscuros, mas as pesquisas tendem a mostrar que os sintomas, na verdade, podem ser inter-relacionados 40, 41.
Dos mecanismos expostos acima, considera-se a dispneia como um sintoma bastante comum nos pacientes com IC crônica 42. A dispneia avança implacavelmente com a progressão da doença, levando à redução da capacidade funcional e das atividades de vida diária40, 41. Nessa síndrome, a resposta ventilatória está alterada em todos os níveis da atividade física na IC, sendo o equivalente ventilatório da produção de gás carbônico (VE/VCO2), um marcador de eficiência ventilatória, que se correlaciona com a gravidade e o
prognóstico da IC, também se apresenta elevada durante o exercício 43. Estas alterações ventilatórias causam diminuição da reserva respiratória, combinado ao aumento da heterogeneidade entre a ventilação e perfusão, diminuição da difusão alvéolo-capilar, podendo contribuir para limitação ao exercício e condução do desenvolvimento da dispneia ao esforço 43, 44, 45.
Evidências fisiopatológicas adicionais para uma maior resposta da ineficiência ventilatória ao exercício na insuficiência cardíaca podem ser encontradas no controle ergorreflexo e quimiorreflexo prejudicado48. Em relação ao controle por meio dos quimiorreflexos são os mecanismos de controle dominantes que regulam as respostas ventilatórias às mudanças no oxigênio arterial e no conteúdo de dióxido de carbono. Narkiewicz et al. (1999)46 mostraram que os pacientes com IC são caracterizados por uma maior ativação das respostas ventilatórias à ativação dos quimiorreceptores centrais por hipercapnia comparados aos indivíduos normais. Além disso, Giannoni et al. (2009)47 demonstraram uma quimiosensibilidade aumentada à hipóxia em pacientes com IC sistólica. Portanto, os autores observaram que um aumento na quimiossensibilidade hipóxica e
hipercápnica está relacionado ao desequilíbrio autonômico, ativação neuro-hormonal e ineficiência ventilatória na IC. Em consonância, Ribeiro et al. (2012)48, também acrescentou que os pacientes com IC podem apresentar alterações da função muscular inspiratória que associadas com a hiperatividade quimiorreflexa e metaborreflexa inspiratória podem agravar a intolerância ao exercício.
Resumidamente, na insuficiência cardíaca, os mecanismos sugeridos para causar a ineficiência da ventilação e hiperventilação ao exercício são: desequilíbrio da relação ventilação-perfusão (V̇/Q̇)49
, ou seja, as anomalias ventilatórias decorrentes de origem predominantemente restritivas, sendo caracterizada por uma redução no volume corrente e menor remoção da produção do dióxido de carbono (CO2) que produzem necessidade de
esforço ventilatório excessivo 50, além disso, os principais fatores limitantes da perfusão pulmonar incluem o precário desempenho do ventrículo direito, pressão da artéria pulmonar elevada e alta resistência vascular pulmonar, além de outros fatores potenciais incluindo assincronia ventricular, arritmias cardíacas e perda da elasticidade do tecido pulmonar na IC avançada51, 49, anormalidades na função endotelial e muscular, produzindo alterações na musculatura respiratória 52 e levando à acidose precoce e aumento liberação de CO2 muscular 44
.
1.5 Relação da redução da Pressão Expiratória Máxima e ineficiência
ventilatória na IC e em saudáveis
A natureza da relação entre a fraqueza dos músculos expiratórios na IC e a intolerância ao exercício não é clara 53. Durante o exercício, a ineficiência ventilatória na IC também pode ser agravada em consequência da fraqueza dos músculos expiratórios 54. Portanto, a maior estimulação dos músculos expiratórios, via córtex sensitivo por um aumento na excitação simpática dependente do tempo causam contrações de alta intensidade até o ponto de falha da tarefa, esses efeitos no sistema nervoso autônomo foram semelhantes àqueles causados no diafragma 55. As evidências sugerem que esses efeitos são mediados principalmente por meio do metaborreflexo muscular expiratório, que também influencia na redistribuição do débito cardíaco (DC) e podem propiciar a sensação precoce de fadiga ao esforço 55. Considerando, a
relação existente entre a diminuição da força dos músculos expiratórios com o índice de dispneia na IC, já foi demonstrada uma relação moderada da PEmáx (r=0,67; p<0,001)56, como também esta fraqueza relaciona-se positivamente com a ventilação rápida e superficial e com os níveis de peptídeo natriurético tipo B, e equivalente ventilatório de CO2 ao exercício
na IC 54 , sendo provável haver relação com a intolerância ao exercício nessa população com IC.
A fadiga muscular expiratória em indivíduos saudáveis, durante o exercício incremental pode modular a resposta ventilatória, induzindo a uma respiração rápida e superficial para manutenção do volume minuto 57. Além disso, o declínio da PEmáx pode ser maior que o da PImáx durante o teste aeróbico incremental em ciclistas28. A indução da fadiga muscular expiratória antes do exercício também pode reduzir tanto a distância percorrida em 12 minutos; como a velocidade, em jovens saudáveis 58.
O tipo e a intensidade do exercício também parecem afetar a resposta à fadiga muscular respiratória, principalmente com intensidade maior que 80% do consumo máximo de oxigênio (VO2máx) em indivíduos saudáveis. Durante exercícios aeróbicos de alta
intensidade em ciclo ergômetro, Verges et al. (2006)59, mostraram que a fadiga muscular expiratória pode ser semelhante à fadiga diafragmática, devido a demanda ventilatória imposta tanto aos músculos inspiratórios como aos expiratórios em indivíduos saudáveis59. Entretanto, nos exercícios resistidos anaeróbicos de membros superiores (MMSS), Tiller et al. (2017)60 observaram fadiga muscular expiratória, mas não diafragmática determinadas, provavelmente porque o exercício anaeróbico foi insuficiente para promover estresse ventilatório e pela combinação de demandas mecânicas, posturais e ventilatórias predominantes na biomecânica dos MMSS 60.
O treinamento muscular inspiratório (TMI) é bem difundido na literatura para melhorar o desempenho físico em indivíduos saudáveis, como mostra a meta-análise de Karsten et al. (2018)61, portanto esses autores consideram o TMI um recurso ergogênico para melhorar o desempenho esportivo, no entanto, o TMI isolado não parece melhorar a pressão expiratória máxima (PEmax) nos estudos incluídos nesta meta-análise.
1.6 Mecanismos fisiopatológicos envolvidos na disfunção muscular
respiratória e intolerância ao exercício
Na IC, a Angiotensina II pode contribuir para o surgimento da disfunção muscular respiratória, onde a entrega insuficiente de oxigênio na IC leva a mecanismos crônicos compensatórios com hiperatividade do sistema simpático e exacerbação neuro-humoral. O aumento da resistência arteriolar sistêmica promove a ativação do sistema renina-angiotensina-aldosterona, criando um círculo vicioso que tanto causa cardiotoxicidade, hipertrofia de miócitos e retenção hidrossalina, além da heterogeneidade da relação ventilação- perfusão V/Q pulmonar62 e ineficiência ventilatória que impõem maior sobrecarga aos músculos respiratórios; que gera maior vasoconstricção reflexa dos músculos locomotores para ajustar o fluxo sanguíneo aos músculos respiratórios com redução do fluxo sanguíneo muscular periférico. A disfunção endotelial e os fatores que em conjunto levam à miopatia sistêmica; desencadeia no diafragma a redução das fibras musculares, em decorrência da estimulação e produção de espécies reativas de oxigênio, desencadeando o processo inflamatório com formação de citocinas como o TNF- alfa e IL-6 que modula a degradação de proteínas, contribuindo para a atrofia muscular respiratória progressiva 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24. (Quadro 1). Em consonância, a utilização inadequada do oxigênio muscular mediada através de mecanismos metabólicos e energéticos alterados pelo estresse oxidativo, contribui à acidose precoce e o ciclo vicioso contribui ao aumento do trabalho ventilatório, principalmente ao exercício, podendo desencadear diversos graus de dispneia aos esforços nos pacientes com insuficiência cardíaca. (Figura 1).
Figura 1- Mecanismos fisiopatológicos envolvidos na Intolerância ao exercício na ICC
Fonte: Autores da Pesquisa baseado na literatura, 2019.
Alteração da complexa interação entre os sistemas Entrega insuficiente de O2 Utilização inadequada de O2 Disfunção muscular respiratória ↑ do Estresse oxidativo ↑ citocinas pró- inflamatória
Quadro 1- Fatores envolvidos na intolerância ao exercício na insuficiência cardíaca crônica
Intolerância ao Exercício
na IC
Mecanismos fisiopatológicos Cardiovasculares Mecanismos Sistêmicos ↑Extresse oxidativo
↑ Citocinas inflamatórias
↑TNF –α
↑Proteína C-reativa
Entrega insuficiente de O2 Exacerbação Neuro-humoral Cardiotoxicidade Ativação do Sistema Renina-Angiotensina- Aldosterona Congestão pulmonar Crônica ↑ Resistência vascular pulmonar Heterogeneidade da V/Q ↑ Sobrecarga aos músculos respiratórios Utilização Inadequada de O2 Apoptose da musculatura periférica ↓ Capacidade oxidativa muscular periférica Redução da força muscular Respiratória Desequilíbrio Autonômico ao exercício Ineficiência ventilatória Hiperativação Ergorrecptora Metaborreflexo muscular inspiratório e expiratório ↑ vasoconstrição reflexa dos músculos locomotoresFonte: Autores da Pesquisa baseado na literatura, 2019.
Além disso, a congestão pulmonar crônica na IC pode induzir às alterações teciduais restritivas. Portanto, pequenas hemorragias ocorrem em função de trauma microvasculares e as hemácias extravasadas são fagocitadas pelos macrófagos alveolares, que liberam o ferro, que, por sua vez acumula-se como hemossiderina podendo promover fibrose pulmonar46. Anormalidade estrutural como presença de cardiomegalia também pode contribuir para restringir a expansão pulmonar49. Dessa forma, os pacientes com IC avançada frequentemente apresentam função pulmonar anormal caracterizada por padrão ventilatório restritivo 50, 51.
Portanto, a fisiopatologia da intolerância ao exercício na IC é multifatorial 63. Ao exercício, a má distribuição de fluxo sanguíneo periférico agrava a hiperativação ergorreceptora, que na tentativa de adaptação hemodinâmica, desenvolve atividade simpática vasoconstritora 64. A resposta vasoconstrictora induzida pelo metaborreflexo em pacientes com IC com fração de ejeção reduzida é governada quase inteiramente pela circulação periférica, que culmina em carga hemodinâmica substancial no coração com IC. Essa resposta mal-adaptativa exacerba o comprometimento da função sistólica relacionado à doença, que é uma característica marcante da ICFEr (Barrett- O’Keefe et al., 2018)65. Por outro lado, a heterogeneidade da ventilação/perfusão presente na IC, adiciona carga de trabalho à musculatura respiratória, que gera maior vasoconstricção reflexa dos músculos locomotores para ajustar o fluxo sanguíneo aos músculos respiratórios, caracterizando a redistribuição de oxigênio 48, 64, 75, 68. Por isso, essas terapias coadjuvantes que diminuam a carga de trabalho dos músculos respiratórios e melhorem o transporte de oxigênio à periferia podem ser uma alternativa para otimizar os programas de reabilitação cardiovascular (RC).
1.7 - Importância da Reabilitação Cardiovascular
A Reabilitação cardíaca baseada em exercícios é um indicador clínico de cuidados de alta qualidade (evidência classe I)67, sendo reconhecida como uma importante estratégia de tratamento não farmacológico indicada para os pacientes com ICC 66, 67, 71, 72, e uma relevante iniciativa de prevenção secundária, que pode reduzir morbidade e hospitalizações por IC crônica 67, 68, 69. Long et al. (2019)70 em sua revisão sistemática sobre reabilitação baseada em exercício para IC, incluíram 44
RCT com 5.783 pacientes com IC (principalmente ICFEr) em consonância com a versão anterior (2014)69, demonstraram evidências que o treinamento de exercícios, quando comparado aos cuidados habituais, pode reduzir o risco da taxa de hospitalização global a curto prazo, bem como o potencial de redução nas internações por IC específica 69, 70.
Esse reconhecimento da importância dos programas de reabilitação baseados em exercícios que têm demonstrado que mesmo pequenos aumentos no nível de condicionamento físico, como mudanças de 1–2 ml O2 kg-1 min-1 no VO2 pico, estão associados a reduções significativas na
mortalidade e hospitalizações relacionadas à insuficiência cardíaca. Demonstrou-se que esses benefícios são consistentes, independentemente do sexo, tipo de insuficiência cardíaca (fração de ejeção reduzida vs. preservada) e características do programa de reabilitação cardíaca (dose de treinamento físico, duração do programa, duração do exercício, apenas exercício versus reabilitação abrangente, risco de viés e data de publicação). (Myers & Kokkinos, 2019) 71.
A British Association for Cardiovascular Prevention and Rehabilitation (BACPR)73 define reabilitação cardiovascular (RC) como: "a soma coordenada das atividades necessárias para influenciar favoravelmente a causa subjacente da doença cardiovascular, bem como para proporcionar as melhores condições físicas, mentais e sociais possíveis", para que os pacientes possam preservar ou retomar o funcionamento ideal em sua comunidade e, retardar a progressão da doença "(Jones et al., 2017)73. Essa definição enfatiza o quanto é importante retardar a progressão da doença cardiovascular, e quando consideramos os pacientes que apresentam disfunção muscular respiratória associa-se a pior prognóstico35, portanto programas de RC que contemplem diferentes terapias complementares para treinar todos os músculos envolvidos na intolerância ao exercício na IC é uma relevante estratégia para esta população. Dentre as estratégias preconizadas na atualidade, além dos programas de exercício físico clínico, assume-se como possibilidade terapêutica o uso do suporte ventilatório não invasivo (VNI) e da técnica de treinamento muscular respiratório (TMR).
1.8
- Terapias complementares associadas à Reabilitação Cardiovascular
O uso da VNI tem mostrado resultados animadores na redução do trabalho cardiorrespiratório. Cheng et al. (2016) 74 demonstraram que em 2.832 pacientes com IC crônica com ou sem distúrbios do sono, a VNI foi associada à melhora da fração de ejeção ventricular esquerda (FEVE) e do
peptídeo natriurético. Olson et al. (2010) 75 observaram que em pacientes com IC estável, o uso da VNI reduziu a carga de trabalho respiratório e contribuiu no aumento do fluxo sanguíneo para os músculos locomotores em atividade, otimizando a tolerância ao exercício 75. Nos pacientes com IC crônica sem distúrbio do sono, o uso da VNI, além de poder melhorar a fração de ejeção do ventrículo esquerdo, pode reduzir a fadigabilidade dos extensores do joelho, durante o exercício resistido 76 e melhorar a capacidade de exercício 77, 78, 79.
A metanálise de Bundchen et al. (2014)80 mostraram que nenhum estudo avaliou a VNI associada a um protocolo de exercícios, em longo prazo, o que poderia gerar um melhor incremento na capacidade de exercício, uma vez que esse desfecho é aprimorado pela prática de exercício físico regular, principalmente com intensidade de treinamento suficiente para gerar condicionamento cardiovascular, especialmente nos portadores de IC crônica. Porém, os estudos incluídos em sua revisão utilizaram protocolos pré e pós-exercício, em curto prazo até 14 dias, mostrando uma melhora da tolerância ao exercício com uma diferença média na distância caminhada de seis minutos de 65,29m80. Embora, Bittencourt et al. (2017)81 não observaram incremento adicional estatisticamente significante na tolerância ao exercício, mensurada pela distância percorrida em 6 minutos, quando utilizada CPAP a 10cm/H2O por 10 semanas.
Recentemente, Vivodtzev et al. (2018)82 comparou o uso do suporte ventilatório não invasivo versus treinamento muscular respiratório para determinar qual dessas terapias culminam em maior ganho de tolerância ao exercício em pacientes obesos com síndrome da apnéia obstrutiva do sono. Estes autores demonstraram que a VNI foi superior na melhora de fatores de risco cardiometabólicos, porém sendo similar em relação à tolerância ao exercício 82, portanto, existindo dúvidas quanto à escolha de terapias complementares ao exercício associada a um programa de exercício aeróbico e resistido.
Em relação ao treinamento muscular respiratório, as diretrizes da Heart failure Association and the European Association for Cardiovascular Prevection and Rehabilitation 67 já recomendam o treinamento muscular inspiratório (TMI) em pacientes com IC crônica com distância caminhada em seis minutos entre 300-450m, independentemente do valor da pressão máxima inspiratória. O TMI na ICC tem sido demonstrado na última década como eficiente na melhora da força muscular inspiratória, capacidade funcional e resposta ventilatória ao exercício. O TMI também demonstrou melhorar o fluxo sanguíneo dos membros, melhorar os controles autonômicos cardíacos e periféricos
83, 84, 85, 86
A maioria dos estudos demonstrou um incremento do VO2 pico após o TMI de forma seletiva 87 88, 89, 90, 91
. Embora haja evidências de que TMI sozinho pode aumentar VO2 pico, esta estratégia
talvez pudesse produzir resultados mais robustos em combinação com a reabilitação cardiovascular. No entanto, poucos analisaram o benefício adicional associado a exercícios aeróbicos e resistido em pacientes com ICC.
Adamopoulos et al. (2014)92 conduziram o 1º estudo multicêntrico Vent-Helft destinado a investigar possíveis benefícios adicionais do TMI associado ao Treinamento Aeróbico (TA) em marcadores morfológicos, funcionais e laboratoriais, portanto demonstraram benefícios adicionais do TA + TMI com 60% da pressão inspiratória sustentada máxima (SPImáx) apenas em biomarcadores bioquímicos (Proteína C reativa; (PCR) e a porção N- terminal -peptídeo natriurético tipo B (NT pro-BNP), e nenhuma melhora adicional foi mostrado nos parâmetros obtidos pelo teste de esforço cardiopulmonar (TECP). A ausência do benefício adicional no VO2 pico obtido no TECP foi
atribuída a pequena massa muscular diafragmática envolvida para este incremento, como também ao estado funcional de seus pacientes com ICC não serem severamente limitados (VO2pico médio 17,9± 5
ml/kg/min) e não apresentarem fraqueza muscular inspiratória antes da intervenção (PImáx média 80,6 ± 20,3).
Portanto, em pacientes severamente limitados com IC mais hipertensão pulmonar grave (pressão média da artéria pulmonar 50 ± 15mmHg); como o estudo de Mereles et al. (2006)93. O programa de 15 semanas de intervenção com TMI melhoraram a distância percorrida em 6 minutos com diferença média de 111m (p<0,001). O treinamento de exercícios foi bem tolerado e obtiveram os melhores resultados do VO2 pico, VO2 no limiar e carga de trabalho alcançada. Porém os valores
da artéria pulmonar sistólica em repouso e o débito cardíaco não mudaram significativamente após 15 semanas de exercícios e treinamento respiratório. Os autores consideram que a melhora na capacidade funcional ocorreu devido provavelmente a outros efeitos; tais como; melhora do metabolismo muscular, eficiência ventilatória, reversão da atrofia muscular, atenuação da disfunção endotelial e dos mediadores inflamatórios 94.
Concluímos que as terapias coadjuvantes durante a RC na IC podem ser mais bem avaliadas com testes de exercício que avaliem tolerância ao exercício, podendo a eficácia de uma intervenção terapêutica ser entendida com base em melhorias na capacidade de exercício. Em consonância, as medidas submáximas do consumo de oxigênio, principalmente entre os pacientes com IC têm surgido como uma variável importante com utilidade e valor prognóstico, sendo facilmente mensurada
durante o exercício de baixa intensidade, apresentando relevância para avaliar a capacidade de exercício em atividades de vida diária, independência de esforço ao exercício volitivo e estreita relação com o prognóstico na IC 95.
1.9- Teste da caminhada de seis minutos (TC6M)
O Teste da Caminhada de seis minutos (TC6M) com análise de gases foi utilizado para avaliar os pacientes com IC, por ser um teste submáximo e consagrado mundialmente, podendo ser mais representativo das Atividades de Vida diária (AVDs) e refletir melhor a capacidade funcional dos pacientes com IC (ATS, TC6, 2002)96. O TC6M tem sua validade comprovada para delimitar a intolerância ao exercício e caracteriza-se como um teste simples, seguro, confiável e de baixo custo. (Guazzi et al., 2009) 97
A gravidade da IC com disfunção ventricular esquerda avaliada pela distância no TC6M já foi inicialmente avaliada por Bittner et al. (1993)98, sendo observado que os indivíduos que percorreram distâncias menores que 300 metros no TC6M apresentam risco de morte 5 vezes maior que indivíduos que percorrem distâncias maiores que 450 metros. Portanto a gravidade da IC avaliada pela distância, segundo Bittner et al. 98, podem utilizar os seguintes pontos de corte: em quatro níveis de desempenhos, (quartil 1, inferior a 308m, quartil 2, 308 a 372m; quartil 3, de 374 a 446; e quartil 4, maior que 446m), demonstrando que indivíduos com menor capacidade funcional tem maior morbidade e mortalidade. Recentemente, Crespo-Leiro et al. (2018) 99 consideram a gravidade da IC por meio da distância percorrida (DTC6), com classificação grave da capacidade de exercício uma distância percorrida DTC6 (<300 m) ou VO2 (<12-14 ml/kg/min).
A distância percorrida no TC6M também é útil para fornecer informações sobre a eficácia do tratamento e predizer mortalidade e hospitalizações na IC. Uma das vantagens do TC6M é que pode refletir com mais precisão a capacidade funcional dos pacientes, uma vez que a maioria das AVDs é realizada de forma não incremental ao nível submáximo de esforço (Buono et al., 2019) 100. Uma das desvantagens do TC6M é não prover medidas diretas de troca gasosa.
O teste de esforço cardiopulmonar (TECP) é considerado padrão ouro da aptidão cardiorrespiratória, sendo o consumo de oxigênio no pico do esforço uma medida direta que auxilia no diagnóstico, prognóstico e para a prescrição da intensidade máxima do exercício aeróbico (Guazzi
et al., 2016) 101. O TC6M com análise dos gases ventilatórios, apesar da escassez na literatura, vêm sendo considerado uma alternativa viável para prescrição de exercício na IC. 102, 103. A possibilidade do TC6M como alternativa para prescrição de exercício na IC baseia-se na forte correlação observada entre a distância, a FC obtida no TC6M com a FC do VO2 no limiar anaeróbico 103, 104, 97. Além disso,
Pasquini et al. (2015) 102 acrescentou que o TC6M com análise de gases e as variáveis obtidas, como o VO2 no estado estável, VCO2 e a razão de troca respiratória que expressa a relação entre a produção
de VCO2 e o VO2 (RER); têm o potencial de ser um indicador do esforço real do paciente e ser útil na
personalização da prescrição do exercício.
Apesar de a reabilitação cardiovascular ser uma intervenção importante para pacientes com ICC que tem sido recomendada em diretrizes internacionais e endossada por sociedades e organizações profissionais devido à evidência clínica 98, 67, no entanto nem todas as regiões do Brasil há programas de RC implantados em hospitais universitários, principalmente devido à carência de equipamentos para o TECP. Por isso, formas alternativas de baixo custo podem contribuir para avaliação e prescrição dos programas de RC para pacientes com IC que tanto necessitam dessa abordagem não farmacológica. A avaliação por meio do TC6M pode contribuir para determinação de pequenas mudanças na distância percorrida ou no VO2 pico, e serem consistente, independentemente
da dose de treinamento físico, duração do programa, duração do exercício, risco de viés e data de publicação 71.
Além disso, nos últimos anos terapias complementares adicionais associadas a programas convencionais de RC que possam melhorar o transporte de oxigênio para os músculos locomotores, diminuir o trabalho cardiorrespiratório, melhorar a eficiência ventilatória ou a força tanto de músculos inspiratórios e expiratórios na IC devem ser investigadas devido o potencial de otimizar a participação desses pacientes, podendo contribuir ao ganho de tolerância ao exercício, considerando que o descondicionamento é uma das principais causas de prevenção secundária. Em indivíduos saudáveis, o treinamento muscular inspiratório (TMI) tem sido considerado um recurso ergogênico que melhora o desempenho funcional em atletas 61. Shei (2018) 99 acrescenta que novos protocolos envolvendo o treinamento dos músculos inspiratório e expiratório podem ser inovadores e ter um efeito aditivo, melhorando ainda mais os resultados do desempenho esportivo após o treinamento muscular respiratório (TMR), porém a evidência da eficácia de tal abordagem não é bem estabelecida até o momento. Na ICC, o TMI pode reduzir o metabolismo anaeróbio e retardar a fadiga muscular respiratória, porém poucos estudos avaliaram seus potenciais benefícios em longo prazo associado a
exercícios e não observaram incremento na capacidade funcional, sendo os benefícios adicionais demonstrados apenas em biomarcadores séricos na ICC moderada 91.
Em atletas, a meta-análise, ILLi et al. (2012) 101, mostraram que, o treinamento muscular expiratório (TME) combinado ao inspiratório pode ser superior na melhora do desempenho ao exercício. Por isso, hipotetizamos se na IC também pode apresentar o mesmo benefício, provavelmente por retardar a fadiga muscular expiratória que pode culminar em maior tolerância tanto ao exercício resistido, como ao exercício aeróbico e ser mais efetivo na redistribuição adequada do débito cardíaco, por provável melhora no fluxo sanguíneo de todos os músculos envolvidos na intolerância ao exercício, sugerindo que o metaborreflexo expiratório também pode ser atenuado. Apesar das hipóteses do provável benefício do TME mais TMI em atletas, ainda há uma lacuna na literatura em relação ao treinamento dos músculos expiratórios na Insuficiência Cardíaca, existindo apenas uma série de relatos de casos que mostram melhora dos parâmetros ventilatórios, entretanto, esses efeitos benéficos não foram confirmados por nenhum estudo randomizado na IC 102.
A fim de determinar os efeitos do treinamento muscular inspiratório e expiratório versus ventilação não invasiva como terapia adjuvante em indivíduos com insuficiência cardíaca (IC), realizamos um estudo randomizado. Nossa hipótese é que o TMI mais TME como terapia adicional à reabilitação cardiovascular pode oferecer benefícios semelhantes ou melhores do que a VNI no tocante da melhora na tolerância ao exercício, musculatura respiratória, qualidade de vida e função pulmonar.
