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October 30, 2007

Avaliação e interpretação da saturação de oxigénio arterial em crianças com fibrose quística



Donald Urquhart, MB, ChB
Unidade Portex de Anestesia, Cuidados Intensivos e Medicina Respiratória
Instituto de Saúde Infantil
Great Ormond Street Hospital for Children
Londres, Reino Unido                   


Indra Narang, MD
Divisão de Medicina Respiratória
Hospital Pediátrico
Toronto, Canadá
Adam Jaffé, MD
Professor Associado
Departamento de Medicina Respiratória
Hospital Pediátrico de Sydney e Faculdade de Saúde Materna e Infantil
Universidade de New South Wales
Sydney, Austrália
ENQUADRAMENTO
Na fibrose quística (FQ), as anomalias no transporte de sais na superfície das vias respiratórias leva a que haja volumes reduzidos de líquido nessas superfícies, dando lugar a um muco espesso que retém bactérias e infecções respiratórias recorrentes. O ciclo de infecção-inflamação resultante causa danos pulmonares, e a deterioração subsequente da função pulmonar acaba por resultar em morte prematura. Este processo pode ser exacerbado por períodos de baixos níveis de oxigénio (hipoxia). A hipoxia pode ocorrer em situações nas quais os pulmões estão em stress na FQ, nomeadamente durante o sono, exercício, viagens aéreas e com exacerbações torácicas da FQ. Esta revisão procura resumir o impacto dos baixos níveis de oxigénio na FQ, no contexto actual de uma ausência de linhas de orientação estabelecidas para a definição de hipoxia na FQ ou para a implementação de oxigenoterapia.
 
EFEITOS POTENCIAIS DE BAIXOS NÍVEIS DE OXIGÉNIO NA FQ

O baixo conteúdo (saturações) em oxigénio arterial que ocorre todas as noites durante o sono ou, em menor escala, durante períodos repetidos de hipoxia que ocorrem durante o exercício podem ser prejudiciais para a criança com FQ, colocando o coração e a circulação em stress, afectando a qualidade de vida e tendo ainda, teoricamente, efeitos sobre a inflamação pulmonar.

Os baixos níveis de oxigénio estão associados a uma pressão arterial pulmonar mais elevada. Registam-se associações significativas entre os valores de pressão arterial pulmonar e os níveis médios de oxigénio na corrente sanguínea (SaO2) durante o sono e o exercício em adultos com FQ1.

A qualidade de vida na FQ pode ser influenciada por baixos níveis de oxigénio (SaO2) O único estudo de oxigenoterapia efectuado em pessoas com FQ 2 registou que, ao longo de um período de 12 meses, a comparência à escola e ao trabalho se manteve nos 83% para o grupo tratado com oxigénio, em comparação com 20% para o grupo aleatorizado para receber ar. Houve uma diferença estatisticamente significativa entre os grupos (p < 0,01). Além disso, tanto a qualidade do sono como a duração do mesmo se correlacionam com os níveis de SaO2 3 durante o sono.
Há ainda evidência laboratorial que sugere que os baixos níveis de oxigénio podem contribuir para o declínio na função pulmonar ao activar a inflamação, bem como ao encorajar o crescimento de Pseudomonas aeruginosa (PA), a principal bactéria associada com doença pulmonar na FQ. Pensa-se que a hipoxia active diversas proteínas importantes, presentes no sangue, designadas como citocinas, que promovem a inflamação. As citocinas fazem parte da resposta do organismo à infecção, enviando sinais para recrutar células para o local da infecção. Uma destas citocinas, conhecida como interleucina-8, atrai um tipo de glóbulos brancos, os neutrófilos, que são importantes nas vias respiratórias na FQ, onde se observa inflamação neutrofílica continuada. Os neutrófilos libertam enzimas, incluindo a elastase, que destroem o tecido pulmonar.

A PA também activa estas mesmas citocinas. Os baixos níveis de oxigénio poderão desempenhar um papel neste processo, uma vez que, sob condições hipóxicas, os biofilmes de PA provem ser virtualmente impenetráveis aos antibióticos, conduzindo a uma resposta imunitária aumentada e prolongada.

Se os baixos níveis de oxigénio podem ser prejudiciais, como os detectamos?


 
AVALIAÇÃO DA HIPOXIA NA CRIANÇA COM FQ
A oximetria de pulso é o principal instrumento de avaliação nas crianças; com este método, as concentrações de oxigénio são medidas a partir da pele que recobre o dedo. Os métodos tradicionais de avaliação de hipoxia em crianças com FQ consistem em medir a SaO2 em repouso, no estado de vigília, na clínica, juntamente com a prova de esforço anual, durante a qual se medem os valores de SaO2.
 
Hipoxia durante o exercício
Os protocolos para a prova de esforço dependem das instalações e dos níveis de perícia disponíveis em cada centro FQ. A norma de ouro para a prova de esforço cardiopulmonar inclui a análise de gases inalados e exalados em cada respiração até ao ponto de esforço máximo. O volume de oxigénio inspirado durante o exercício, bem como o volume de dióxido de carbono exalado, são monitorizados com a carga crescente de exercício, permitindo a medição da captação máxima de oxigénio (VO2max). Os níveis de oxigénio sanguíneo (SaO2) são monitorizados ao longo da prova. Contudo, o mais habitual é que seja efectuado o teste de caminhada de seis minutos (distância percorrida em 6 minutos), ou o teste do degrau durante três minutos (subir e descer um único degrau durante 3 minutos). Durante estes testes, são registadas a frequência cardíaca e a SaO2, juntamente com as pontuações do doente para a falta de ar. A preocupação consiste em que estes últimos testes sejam sub-máximos, excepto nas pessoas com doença pulmonar FQ grave. Como tal, poderão não se detectar dessaturações com potencial significado clínico.
 
Hipoxia nocturna
Durante o sono, há uma alteração no padrão respiratório e na distribuição de sangue e de ar nos pulmões, que poderá estar associada a uma redução na SaO2, em algumas circunstâncias. Os estudos de sono poderão ser efectuados no hospital, ou efectuados em casa, utilizando um oxímetro portátil para a medição da pulsação e da SaO2. A nossa própria experiência foi efectuada com este último método, no qual oxímetros semelhantes a relógios de pulso são enviados pelo correio com instruções de utilização. Os doentes registam os dados relativos ao sono em noites consecutivas, devolvendo em seguida o oxímetro ao laboratório de sono, onde os dados são descarregados. As limitações à oximetria efectuada no domicílio consistem na incapacidade em distinguir a apneia do sono obstrutiva da subventilação no contexto da doença de FQ, e há a necessidade de contrabalançar estas limitações com a facilidade de utilização e o custo adicional dos estudos com doentes internos. A oximetria durante a noite parece ser um teste de rastreio útil para a hipoxia do sono.
 
Aptidão para voar
Voar aumenta o risco de hipoxia na FQ. A pressão barométrica e a pressão parcial de oxigénio decaem com a altitude - os passageiros das linhas aéreas respiram ar com uma concentração de oxigénio de 15%, em vez dos habituais 21% ao nível do mar. Os métodos utilizados para a previsão de hipoxia durante o voo têm consistido em efectuar um desafio hipóxico pré-voo (expor o doente a baixas concentrações de oxigénio durante um determinado período de tempo), ou em prever a dessaturação com base nos testes basais de gases sanguíneos ou da função pulmonar. Há um conflito de evidências relativamente a qual o método mais útil para a previsão de hipoxia durante o voo em crianças, e as linhas de orientação da Sociedade Britânica de Doenças Torácicas sugere que as crianças com FQ sejam submetidas a uma avaliação pré-voo, que poderá incluir "teste de desafio hipóxico para além dos testes espirométricos"4.
 
Exacerbações torácicas na FQ
As crianças com FQ enfrentam desafios à sua reserva pulmonar em situações de exacerbações torácicas na FQ, quando a desadequação entre a ventilação e a provisão sanguínea poderá ser exagerada, e daí poderá advir hipoxia. Os internamentos hospitalares proporcionam uma oportunidade para a monitorização de SaO2.

Como interpretamos o significado dos testes utilizados para avaliar os níveis de oxigénio na FQ?

 

DEFINIÇÃO DE HIPOXIA NA FQ

Não existe evidência objectiva para uma definição clara de hipoxia na FQ, e a seguir são apresentadas algumas das questões relativas a esta questão em determinados cenários clínicos.

Hipoxia durante o sono na FQ
Um inquérito por e-mail dos centros pediátricos no Reino Unido (K Southern, Universidade de Liverpool – comunicação pessoal), concluiu que menos de um quarto dos centros possui uma definição para hipoxia durante o sono na FQ. São utilizadas várias definições e os métodos publicados para a quantificação de hipoxia durante o sono na FQ incluem a medição dos níveis mínimos de oxigénio no sangue durante o sono, os níveis médios de oxigénio durante o sono, a percentagem de tempo passado com níveis de oxigénio abaixo dos 90%, e o nível médio de oxigénio por hora mais baixo registado durante o sono. A ausência de uma definição para a hipoxia nocturna dificulta a descrição da prevalência de hipoxia FQ na prática clínica, e poderá ter conduzido tanto ao subreconhecimento como ao subtratamento desta entidade clínica potencialmente importante.

Hipoxia durante o exercício na FQ
A hipoxia durante o exercício na FQ define-se como uma queda de 4% ou mais nos níveis de oxigénio no sangue (SaO2) durante o exercício relativamente à SaO2 no início do exercício. Esta é uma definição também utilizada em indivíduos saudáveis. Claramente, se isto representa uma queda na SaO2 de 95% para 88%, tal pode considerar-se como representando provavelmente uma queda fisiológica significativa na concentração de oxigénio arterial, ainda que a definição não se adeqúe tão bem a uma criança em muito boa forma cuja SaO2 baixe de 99% para 95% no final do exercício. Será necessário efectuar trabalho adicional para estabelecer parâmetros clinicamente significativos.

Aptidão para voar
A hipoxia durante o voo em crianças com FQ define-se como sendo uma queda nos níveis de oxigénio no sangue para menos de 90% a qualquer altura durante o voo, necessitando de oxigénio suplementar em voos de longa distância.4

Claramente, existem vários métodos para a investigação de hipoxia em crianças com FQ, e provavelmente cada um avalia aspectos ligeiramente diferentes. Presentemente, desconhece-se qual é a avaliação mais pertinente, com o maior impacto clínico. Dado que a maioria de nós passa 8 horas ou mais a dormir por dia, é provável que o período mais longo de baixos níveis de oxigénio ocorra durante a noite.

Existe alguma forma de prever a probabilidade de hipoxia durante o sono a partir de medições clínicas de rotina?

PREVISÃO DA HIPOXIA DURANTE O SONO A PARTIR DE MEDIÇÕES CLÍNICAS DIURNAS
SaO2 diurna
A ocorrência de SaO2 < 93% durante o estado de vigília na FQ é registada como indicando um elevado risco de hipoxia durante o sono. Ainda que altamente específica, a SaO2 < 93% em repouso é um indicador com fraca sensibilidade para a hipoxia durante o sono. Um estudo recente registou que 36% dos indivíduos FQ com SaO2 > 93% em repouso ficaram hipóxicos à noite6. Todas as crianças que participaram no nosso estudo apresentavam uma SaO2 95% em repouso, e a SaO2 em repouso não foi um indicador útil para a previsão da hipoxia durante o sono na nossa população do estudo.

Função pulmonar (Volume Expiratório Máximo por Segundo, VEMS)
Dois estudos sugerem que uma % prevista de VEMS abaixo dos 65% poderá prever hipoxia durante o sono na FQ7,8. Este limiar parece ser altamente sensível (a maioria dos indivíduos FQ com hipoxia durante o sono têm VEMS < 65% do previsto), mas de fraca especificidade (diversos indivíduos FQ com VEMS < 65% do previsto não têm hipoxia durante o sono). Contudo, na prática clínica poderá ser útil efectuar um estudo de sono em doentes FQ com um valor de VEMS inferior a 65% do previsto.

SaO2 durante o exercício
Já foi registado que a hipoxia na FQ ocorre com maior frequência durante o sono do que durante o exercício8, o que sugere que poderão estar indicados estudos de sono para todos os doentes FQ com hipoxia durante o exercício. Os mecanismos de hipoxia durante o exercício serão provavelmente diferentes dos que ocorrem durante o sono, o que é evidenciado pelas fracas correlações entre a queda na SaO2 durante o exercício e as medições de SaO2 durante o sono6.

 

Qual a frequência de hipoxia durante o sono nas crianças com FQ?

PREVALÊNCIA DE HIPOXIA DURANTE O SONO NA FQ

No Hospital Great Ormond Street, estudámos 41 crianças com FQ, com idades compreendidas entre os 8 e os 16 anos (mediana de 12,7). Todas foram submetidas a medições de SaO2 em repouso, seguidas de oximetria em casa em noites consecutivas. A definição de hipoxia durante o sono utilizada foi a de que SaO2 < 93% durante > 25% do tempo de sono, conforme a definição pediátrica acima, utilizada em Liverpool. Seis das nossas 41 crianças (15%) cumpriram os critérios para hipoxia durante o sono utilizando esta definição. Tendo em mente que apenas 1-2% das crianças com FQ no Reino Unido recebem oxigenoterapia5, a possibilidade de subreconhecimento e subtratamento de hipoxia durante o sono na FQ parece ser razoável.

O oxigénio funciona como um tratamento para os baixos níveis de oxigénio na FQ?

OXIGENOTERAPIA NA FQ
No ensaio a longo prazo com oxigénio na FQ2, vinte e oito participantes com FQ foram aleatorizados para receberem ou ar ou oxigenoterapia, e foram seguidos durante um período de até 3 anos. Ainda que não se tivessem encontrado diferenças na mortalidade ou nos internamentos hospitalares, 83% das pessoas a receber oxigénio mantiveram a comparência à escola ou ao trabalho ao final de 12 meses, em comparação com apenas 20% do grupo que recebeu ar (p < 0,01). É de notar que, no desenho do estudo, os fluxos nocturnos de oxigenoterapia foram decididos em função do fluxo necessário para normalizar os testes gasosos diurnos. Uma vez que as medições diurnas poderão ter uma fraca sensibilidade para a hipoxia durante o sono, é possível que os doentes no braço do estudo que recebeu oxigénio possam ter permanecido hipóxicos e que o efeito do tratamento possa ter sido subestimado.

Há algumas cautelas a ter ao iniciar oxigenoterapia na FQ. Em primeiro lugar, as crianças com FQ já têm um pesado fardo de cuidados. O único ensaio com oxigenoterapia na FQ destaca este facto, dado que, dos 146 indivíduos abordados relativamente à participação, apenas 28 entraram efectivamente no estudo2. O oxigénio pode ser mal tolerado, tem implicações para a segurança doméstica, e pode ser percepcionado como uma terapêutica paliativa e não activa. Em segundo lugar, a oxigenoterapia pode atenuar o impulso respiratório, ainda que não se tenha observado retenção de dióxido de carbono após um ano de oxigenoterapia na FQ2. Por último, o oxigénio pode, por si próprio, causar toxicidade e activar a inflamação pulmonar.
 
CONCLUSÃO

A ausência de uma definição clara de hipoxia na FQ impede uma abordagem uniforme de avaliação para os doentes FQ durante o sono e o exercício. Aparentemente, a SaO2 diurna não tem grande valor na avaliação da hipoxia durante o sono. Pode ocorrer hipoxia durante o sono em pessoas com uma prova de esforço normal, frequentemente porque o tipo de prova de esforço efectuada ou a volição do doente resultam num esforço submáximo. Por conseguinte, aparentemente será necessário um estudo do sono para determinar com confiança a presença ou ausência de hipoxia durante o sono na FQ, e a função pulmonar poderá ser o melhor indicador diurno para a previsão da dessaturação nocturna. A limitação de estudos de sono a pessoas com VEMS reduzida (isto é, VEMS < 65% do previsto) poderá provar ser um instrumento de rastreio eficaz na detecção da hipoxia durante o sono, mas tal permanece ainda por confirmar.

Os efeitos potenciais da hipoxia sobre a circulação pulmonar, qualidade do sono, qualidade de vida e inflamação na FQ sugerem que o uso precoce de oxigenoterapia em pessoas que demonstrem baixos níveis de oxigénio parece merecer exploração adicional. Os nossos dados de prevalência sugerem que algumas crianças com FQ e hipoxia podem estar subtratadas. É necessário desenvolver uma abordagem uniforme à definição de hipoxia, juntamente com linhas de orientação para a prescrição de oxigenoterapia em crianças com FQ. Qualquer alteração na prática deve basear-se na evidência, e é visível a necessidade de ensaios com a potência adequada, aleatorizados e controlados, para a oxigenoterapia na FQ.
 

REFERENCES

1. Fraser KL, Tullis DE, Sasson Z, Hyland RH, Thornley KS, Hanly PJ. Pulmonary hypertension and cardiac function in adult cystic fibrosis: role of hypoxemia. Chest 1999; 115: 1321-1328.

2. Zinman R, Corey M, Coates AL, Canny GJ, Connolly J, Levison H, Beaudry PH. Nocturnal home oxygen in the treatment of hypoxemic cystic fibrosis patients. J Pediatr 1989; 114: 368-377.

3. Milross MA, Piper AJ, Norman M, Dobbin CJ, Grunstein RR, Sullivan CE, Bye PT. Subjective sleep quality in cystic fibrosis. Sleep Med 2002; 3: 205-212.

4. British Thoracic Society Standards of Care Committee. Managing passengers with respiratory disease planning air travel: British Thoracic Society recommendations. Thorax 2002 57: 289-304.

5. Balfour-Lynn IM, Primhak RA, Shaw BN. Home oxygen for children – who, how and when? Thorax 2005; 60: 76-81.

6. Frangiolias DD, Wilcox PG. Predictability of oxygen desaturation during sleep in patients with cystic fibrosis. Chest 2001; 119: 434-441.

7. Versteegh FG, Bogaard JM, Raatgever JW, Stam H, Neijens HJ, Kerrebijn KF. Relationship between airway obstruction, desaturation during exercise and nocturnal hypoxaemia in cystic fibrosis. Eur Respir J 1990; 3: 68-73.

8. Coffey MJ, Fitzgerald MX, McNicholas WT. Comparison of oxygen desaturation during sleep and exercise in patients with cystic fibrosis. Chest 1991; 100: 659-662.

 
AGRADECIMENTO
Don Urquhart recebeu assistência financeira do Xtreme Everest Research Group, da University College London, para efectuar investigação acerca da hipoxia na Fibrose Quística. Para mais informações, contacte: d.urquhart(at)ich.ucl.ac.uk ou UrquhD(at)gosh.nhs.uk.
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