DIAPHRAGMATIC DISFUNCTION INDUCED BY MECHANICAL VENTILATION DUE TO THE DIAPHRAGM HYPOTROPHY
VASCONCELOS, Gabriela Arruda Reinaux de1, VASCONCELOS, Graziela Arruda Reinaux de2 , SILVA, Noberto Fernandes da3 ,
1 Graduada do curso de Fisioterapia da Universidade Católica de Pernambuco(UNICAP), residente na Rua Cel. Waldemar Basgal, n°235, aptº 304, Piedade, Jaboatão dos Guararapes – PE, garv.fisio@gmail.com
2 Graduanda do curso de Fisioterapia da Associação Caruaruense de Ensino superior(ASCES), residente na RuaSobral, n°127, Mauricio de Nassau, Caruaru – PE, grazielaarruda@gmail.com
3 Fisioterapeuta, Pós-Graduado em Fisiologia do Exercício, Professor do curso de Fisioterapia da Universidade Católica de Pernambuco, residente na rua Isabel Burgos Vieira Ferreira, 242, Salgadinho, Olinda-PE, nobertosilva@bol.com.br.
Endereço para correspondência
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Palavras-chave: disfunção diafragmática, ventilação mecânica, hipotrofia do diafragma
RESUMO
A Ventilação Mecânica (VM) é uma intervenção terapêutica empregada para se salvar vidas na presença de falência respiratória aguda. Entretanto, o seu uso prolongado pode provocar a disfunção diafragmática induzida pelo ventilador (DDIV), dificultando o paciente no processo de desmame. A DDIV se dá pela redução na capacidade de força gerada pelo diafragma e/ou diminuição da resistência diafragmática à fadiga. Além disso, períodos relativamente curtos de ventilação mecânica controlada (VMC), aproximadamente 18 horas podem promover hipotrofia do diafragma e lesão oxidativa às fibras musculares. Já a ventilação mecânica assistida (VMA) não produz tão grande perda na função diafragmática, quando comparada com a VMC, devido à presença de contração. Sendo assim, a preservação das contrações diafragmáticas durante VM atenua a perda da força induzida pela inativação completa. Este estudo tem como objetivo realizar uma revisão da literatura para enumerar e ratificar a disfunção diafragmática como conseqüência do uso da VM.
Palavras-chave: disfunção diafragmática, ventilação mecânica, hipotrofia do diafragma.
ABSTRACT
The Mechanical Ventilation is a therapeutic intervention used to save lives when an acute respiratory failure happens. However, when it is used for a long time may cause a diaphragmatic disfunction induced by ventilator (DDIV), complicating the patient during the weaning process. The DDIV is caused by the reduction in the ability of strength made by diaphragm and/or reduction of the diaphragmatic resistance to fatigue. Moreover, short periods of Controlled Mechanical Ventilation (CMV) roughly, 18 hours can cause a diaphragm hypotrophy and an oxidative injury to muscle fibers. On the other hand the Assisted Mechanical Ventilation (AMV) does not cause such a big loss to the diaphragmatic function, when it is compared to a CMV, due to the contraction presence. This way, the diaphragmatic contractions preservation during MV reduces the loss of induce strength by the complete inactivation. This study has as an objective make a review of literature to list and confirm the diaphragmatic disfunction as a consequence of MV using.
Key-words: Diaphragmatic Disfunction, Mechanical Ventilation, Diaphragm Hypotrophy.
INTRODUÇÃO
A Ventilação Mecânica (VM) é uma intervenção terapêutica empregada para se salvar vidas na presença de falência respiratória aguda (SHANELY, RA et al, 2003). Desta forma o maior, se não o principal objetivo da VM é minimizar o trabalho respiratório do paciente, fazendo uma substituição temporária de sua bomba muscular respiratória, para que a mesma inicialmente repouse, e posteriormente seja paulatinamente ativada de maneira a assumir a sua função novamente, com o mínimo de esforço (AZEREDO, CA et al).
Entretanto, o seu uso prolongado pode provocar a disfunção diafragmática induzida pelo ventilador (DDIV), dificultando o paciente no processo de desmame (SEYMOUR, CW et al, 2006; POWERS, SK et al, 2002;), devido à hipotrofia muscular e aos outros efeitos do desuso nos músculos respiratórios (VASSILAKOPOULOS, T; PETROF, BJ, 2004; BETTERS, JL et al, 2004).
Existem outras complicações que estão associadas com o uso prolongado da VM, entre elas estão a pneumonia, barotrauma e lesão pulmonar induzida pelo ventilador (LPIV) (HERLIHY, JP et al, 2006).
Em 1970, a LPIV tornou-se reconhecida como uma séria complicação da VM. Recentemente, os dados emergiram implicando o ventilador como uma causa possível da disfunção diafragmática, diminuindo a condição de força e capacidade do diafragma (JUBRAN, MD, 2006).
A DDIV se dá pela redução na capacidade de força gerada pelo diafragma e/ou diminuição da resistência diafragmática à fadiga (BARREIRO, E et al, 2005; GAYAN-RAMIREZ, G; DECRAMER, M, 2002).
Após Ventilação Mecânica Controlada (VMC) observa-se no diafragma uma redução da massa muscular, diminuição da fibra tipoI, IIa e IIb e danos miofibrilares (SASSON, CSH, 2002). Todos esse fatores contribuem com a hipotrofia do músculo (DECRAMER, MD; GAYAN-RAMIREZ, G, 2004).
Dezoito horas de VMC diminuirão a força do diafragma sem danificar a resistência à fadiga (SIOBAL, MS et al, 2006). Certamente, tão pouco como 12 horas de VMC podem diminuir a força do diafragma por aproximadamente 18%, e em 48 horas de VMC a força pode reduzir-se a 60%. Além disso, períodos relativamente curtos de VMC, aproximadamente 18 horas podem promover coletivamente hipotrofia diafragmática e lesão oxidativa às fibras musculares (VAN GAMMEREN, D et al, 2005).
A VMC resulta na ausência completa da ativação neural e da atividade mecânica do músculo diafragma. Ao contrário da VMC, a Ventilação Mecânica Assistida (VMA) está associada com a ativação neural parcial e com a atividade mecânica do diafragma (SASSON, CSH; ZHU, E; CAIOZZO, VJ, 2004).
A preservação das contrações diafragmáticas durante a VM atenua a perda da força induzida pela inativação completa, sendo assim a VMA não produz tão grande perda na função diafragmática quanto é observado com a VMC (SASSON, CSH; ZHU, E; CAIOZZO, VJ, 2004). O diafragma após início de inatividade de contração hipotrofia mais rapidamente que outros músculos esqueléticos (DERUISSEAU, KC et al, 2005).
O trabalho teve como metodologia a análise de artigos científicos indexados no banco de dados nos últimos anos disponível na internet a partir do sistema MEDLINE / SCIELO / PUBMED. Após esta seleção novas referências foram obtidas a partir da bibliografia dos artigos em apreço, onde cada um foi avaliado segundo os objetivos do estudo e obtendo conclusões gerais.
Levando-se em conta a redução da DDIV, vê-se a necessidade de conscientizar os fisioterapeutas sobre a importância do conhecimento dos mecanismos celulares que ocorrem no diafragma após o uso prolongado da VM, afim de melhorar a prevenção ou tratamento desta disfunção.
VENTILAÇÃO MECÂNICA
A Ventilação Mecânica (VM) é uma intervenção terapêutica empregada para se salvar vidas na presença de falência respiratória aguda (SHANELY, RA et al, 2003). Desta forma o maior, se não o principal objetivo da VM é minimizar o trabalho respiratório do paciente, fazendo uma substituição temporária de sua bomba muscular respiratória, para que a mesma inicialmente repouse, e posteriormente seja paulatinamente ativada de maneira a assumir a sua função novamente, com o mínimo de esforço (AZEREDO, CA et al).
Entretanto, o seu uso prolongado pode provocar a disfunção diafragmática induzida pelo ventilador (DDIV), dificultando o paciente no processo de desmame (SEYMOUR, CW et al, 2006; POWERS, SK et al, 2002;), devido à hipotrofia muscular e aos outros efeitos do desuso dos músculos respiratórios (VASSILAKOPOULOS, T; PETROF, BJ, 2004; BETTERS, JL et al, 2004).
Existem outras complicações que estão associadas com o uso prolongado da VM, entre elas estão a pneumonia, o barotrauma e a lesão pulmonar induzida pelo ventilador (LPIV) (HERLIHY, JP et al, 2006).
Em 1970, a LPIV tornou-se reconhecida como uma séria complicação da VM. Recentemente, os dados emergiram implicando o ventilador como uma causa possível da disfunção diafragmática, diminuindo a condição de força e capacidade do diafragma (JUBRAN, MD, 2006).
A Ventilação Mecânica Controlada (VMC) resulta na ausência completa da ativação neural e da atividade mecânica do músculo diafragma. Ao contrário da VMC, a Ventilação Mecânica Assistida (VMA) está associada com a ativação neural parcial e com a atividade mecânica do diafragma (SASSON, CSH; ZHU, E; CAIOZZO, VJ, 2004).
Segundo Decramer, 2004, em experiências recentes com coelhos foi observado que a VMA preserva a força do diafragma, indicando que a respiração espontânea intermitente atenua o efeito da VMC, protegendo o diafragma da DDIV.
HIPOTROFIA DO DIAFRAGMA
A Ventilação Mecânica prolongada induz o diafragma ao estresse oxidativo, contribuindo assim, com a oxidação das proteínas dentro das fibras musculares e com a disfunção de contração (BETTERS, 2004).
O estresse oxidativo promove a hipotrofia do músculo por desuso e reduz a capacidade de gerar força do músculo esquelético. A fraqueza diafragmática, originada pela hipotrofia do músculo e pela disfunção de contração do diafragma, torna-se um importante contribuinte às dificuldades de desmame (BETTERS, 2004).
A infusão de um antioxidante dentro das fibras do músculo diafragma durante a VM impede o estresse oxidativo, e conseqüentemente a oxidação da proteína dentro das fibras e a disfunção de contração do diafragma (BETTERS, 2004).
A solução aquosa de vitamina E cruza as membranas e tem propriedade antioxidante. Sua função é de atenuar completamente o déficit mecânico de contração diafragmática induzida pela VM (BETTERS, 2004).
DISFUNÇÃO DIAFRAGMÁTICA
A DDIV é caracterizada pela redução na capacidade de força gerada pelo diafragma e/ou diminuição da resistência diafragmática à fadiga (BARREIRO, E et al, 2005; GAYAN-RAMIREZ, G; DECRAMER, M, 2002).
Após VMC observa-se no diafragma uma redução da massa muscular, diminuição das fibras dos tipos I, IIa e IIb e danos miofibrilares (SASSON, CSH, 2002). Todos esse fatores contribuem com a hipotrofia do músculo (DECRAMER, MD; GAYAN-RAMIREZ, G, 2004).
Segundo Decramer, 2004, em vários estudos com modelos animais observou-se que nos ratos a DDIV já está presente após somente 12 horas de VMC, tendo por resultado uma redução de força específica por 20%. As reduções maiores, entre 25 e 50% foram observadas nos coelhos após 1 dia, nos leitões após cinco dias, e nos babuínos após 11 dias de VMC.
Dezoito horas de VMC diminuirão a força do diafragma sem danificar a resistência à fadiga (SIOBAL, MS et al, 2006). Certamente, tão pouco como 12 horas de VMC podem diminuir a força do diafragma por aproximadamente 18%, e em 48 horas de VMC a força pode reduzir-se a 60%. Além disso, períodos relativamente curtos de VMC, aproximadamente 18 horas podem promover coletivamente hipotrofia diafragmática e lesão oxidativa às fibras musculares (VAN GAMMEREN, D et al, 2005).
A preservação das contrações diafragmáticas durante a VM atenua a perda da força induzida pela inativação completa, sendo assim a VMA não produz tão grande perda na função diafragmática quanto é observado com a VMC (SASSON, CSH; ZHU, E; CAIOZZO, VJ, 2004).
O diafragma após início de inatividade de contração hipotrofia mais rapidamente que outros músculos esqueléticos (DERUISSEAU, KC et al, 2005), isso ocorre devido a diferença na composição da fibra e no processo excitação-contração (DECRAMER, 2004).
CONCLUSÕES
O principal objetivo da VM é minimizar o trabalho respiratório do paciente, fazendo uma substituição temporária de sua bomba muscular respiratória e o seu uso prolongado pode provocar a disfunção diafragmática induzida pelo ventilador (DDIV), dificultando o paciente no processo de desmame, devido à hipotrofia muscular e aos outros efeitos do desuso nos músculos respiratórios.
A Ventilação Mecânica Controlada (VMC) observa-se no diafragma uma redução da massa muscular, diminuição da fibra tipoI, IIa e IIb e danos miofibrilares, onde todos esse fatores contribuem com a hipotrofia do músculo. Ao contrário da VMC, a Ventilação Mecânica Assistida (VMA) resulta na ausência completa da ativação neural e da atividade mecânica do músculo diafragma.
A preservação das contrações diafragmáticas durante a VM atenua a perda da força induzida pela inativação completa, sendo assim a VMA não produz tão grande perda na função diafragmática quanto é observado com a VMC. Desta forma, a VMA será o modo ventilatória de melhor escolha para os pacientes em VM, minimizando assim os danos músculo diafragma e minimizar a hipotrofia diafragmática.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AZEREDO, CA; BEZERRA, SR; COISSI, CG; MANEIRAS, PF; NERI, SJ; DOMINGOS, ND. Estudo prospectivo desenvolvido no Centro de Disfunção Diafragmática. Centro de Saúde e Pesquisa da Universidade Veiga de Almeida (CDD). Rio de Janeiro.
BARREIRO, E; LA PUENTE, B; MINGUELLA, J; COROMINAS, JM; SERRANO, S; HUSSAIN, SNA; GEA, J. Oxidative stress and respiratory muscle dysfunction in severe chronic obstructive pulmonary disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, v. 171, p. 1116-1124, 2005.
BETTERS, JL; CRISWELL, DS; SHANELY, RA; VAN GAMMEREN, D; FALK, D; DERRUISSEAU, KC; DEERING, M; YIMLAMAI, T; POWERS, SK. Trolox attenuates mechanical ventilation-induced diaphragmatic dysfunction and proteolysis. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, v. 170, p. 1179-1184, 2004.
DECRAMER, MD; GAYAN-RAMIREZ, G. Ventilator-induced diaphragmatic dysfunction: toward a better treatment? American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, v. 170, p. 1141-1142, 2004.
DERUISSEAU, KC; SHANELY, RA; AKUNURI, N; HAMILTON, MT; VAN GAMMEREN, D; ZERGEROGLU, AM; MCKENZIE, M; POWERS, SK. Diaphragm unloading via controlled mechanical ventilation alters the gene expression profile. American Journal of respiratory Care Medicine, v. 172, p. 1267-1275, 2005.
GAYAN-RAMIREZ, G; DECRAMER, M. Effects of mechanical ventilation on diaphragm function and biology. European Respiratory Journal, n. 20, p. 1579-1586, 2002.
HERLIHY, JP; KOCH, SM; JACKSON, R; NORA, H. Course of weaning from prolonged mechanical ventilation after cardiac surgery. Texas Heart Institute Journal, v. 33, n. 2, p. 122-129, 2006.
JUBRAN, MD. Critical illness and mechanical ventilation: effects on the diaphragm. Respiratory Care Journal Conference, v. 51, n. 9, p. 1054-1061, 2006.
POWERS, SK; SHANELY, RA; COOMBES, JS; KOESTERER, TJ; MCKENZIE, M; VAN GAMMEREN, D; CICALE, M; DODD, SL. Mechanical ventilation results in progressive contractile dysfunction in the diaphragm. Journal Appl Physiol, v. 92, p. 1851-1858, 2002.
SASSON, CSH. Ventilator-associated diaphragmatic dysfunction. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, v. 166, p. 1017-1018, 2002.
SASSON, CSH; ZHU, E; CAIOZZO, VJ. Assist-control mechanical ventilation attenuates ventilator-induced diaphragmatic dysfunction. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, v. 170, p. 626-632, 2004.
SEYMOUR, CW; CHRISTIE, JD; GAUGHAN, CA; FUCHS, BD. Evaluation of a new method for measurement of minute ventilation recovery time. Respiratory Care, v. 51, n. 2, p. 133-139, 2006.
SHANELY, RA; COOMBES, JS; ZERGEROGLU, AM; WEBB, AI; POWERS, SK. Short-duration mechanical ventilation enhances diaphragmatic fatigue resistance but impairs force production. Chest Journal, n. 123, p. 195-201, 2003.
SIOBAL, MS; KALLET, RH; KIVETT, VA; TANG, JF. Use of Dexmedetomidine to facilitate extubation in surgical intensive-care-unit patients who failed previous weaning attempts following prolonged mechanical ventilation: a pilot study. Respiratory Care, v. 51, n.5, p. 492-496, 2006.
VAN GAMMEREN, D; FALK, DJ; DERRUISSEAU, KC; SELLMAN, JE; DECRAMER, M; POWERS, SK. Reloading the diaphragm following mechanical ventilation does not promote injury. Chest Journal, v. 127, n. 6, p. 2204-2210, 2005.
VASSILAKOPOULOS, T; PETROF, BJ. Ventilator-induced diaphragmatic dysfunction. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, v. 169, p. 336-341, 2004.