Ergoespirometria sob Perspectiva da Biofísica Clínica

Resumo

Os sistemas cardiovascular e respiratório são pilares da saúde humana, diretamente relacionados à qualidade de vida. Assim, é primordial ter a capacidade de analisá-los de modo preciso, para pessoas debilitadas buscarem intervenções de melhora ou atletas aperfeiçoarem seu desempenho. A ergoespirometria ou teste de esforço cardiopulmonar (do inglês Cardiopulmonary Exercise Test, CPET) é um exame que avalia medidas do sistema cardiovascular e respiratório enquanto o indivíduo realiza esforço mecânico, permitindo quantificar a capacidade aeróbica de seres humanos (Horváth et al., 2022). O objetivo deste estudo foi analisar os aspectos biofísicos e clínicos do CPET. Trata-se de um estudo qualitativo em formato de revisão sistemática da literatura. Foi realizada busca bibliográfica na base de dados Pubmed/Medline com os descritores cardiopulmonary exercise test, ventilatory efficiency, oxygen consumption, physical training, com o uso do operador booleano AND. Foram empregados os seguintes critérios de inclusão: artigos científicos publicados nos últimos 5 anos; estudos realizados em seres humanos, tipo ensaio clínico ou ensaio clínico randomizado. Foi evidenciado que o CPET possibilitou a análise precisa dos sistemas cardiovascular e respiratório, devendo ser avaliado concomitantemente os dados da respiração com valores inspiratórios, expiratórios e metabólicos; pressão arterial exercida pelo sangue na parede dos vasos sanguíneos; traçado da corrente elétrica que percorre o coração durante seus batimentos (i.e. eletrocardiograma, ECG); medida da saturação do oxigênio no sangue (i.e. oximetria de pulso). Por serem medidas realizadas durante o esforço mecânico, o exame deve executado em uma esteira ou bicicleta ergométricas (Nilsson et al., 2019). Alguns cuidados foram essenciais antes da execução do exame, destacando-se alimentação adequada e vestimenta compatível com o exercício físico. No CPET foi necessário colocar um manguito no braço do paciente para a medida da pressão arterial, eletrodos no tórax para o registro do ECG, um oxímetro em um dos dedos da mão, e uma máscara para coleta dos gases inspirados e expirados (Neunhäuserer et al., 2021). O exame deve ser iniciado após cada medida ser registrada durante o repouso. Então o paciente deve começar a correr ou pedalar, com uma intensidade crescente e ajustada pelo médico, o qual também determinará a duração, usualmente de 8 a 12 minutos. Além dos valores registrados nos equipamentos, foi fundamental o questionamento ao paciente sobre a percepção subjetiva do esforço físico. A medida da percepção subjetiva do esforço pode ser feita de várias formas, variando de 6 a 20 na escala de Borg, correspondendo ao cansaço mínimo e máximo, respectivamente. Em seres humanos saudáveis, durante o esforço mecânico houve: i) aumento na pressão arterial, particularmente a sistólica, e na frequência cardíaca (FC), as quais diminuíram alguns minutos após o término do esforço; ii) apesar deste aumento na FC, foi mantida a conformação do traçado do ECG; e iii) a frequência respiratória e trocas gasosas aumentaram em sua duração. Dentre os valores coletados pela máscara, destaca-se o VO2máximo, o qual representou o pico do consumo e metabolização do oxigênio que o ser humano pode utilizar durante o esforço mecânico de alta intensidade (Vivodtzev et al., 2020). Este volume foi diretamente proporcional à capacidade respiratória do indivíduo, tendo sido capaz de determinar a capacidade e preparo de um atleta, de modo que atletas apresentaram VO2máximo que foi superior ao de pessoas sedentárias. O limiar anaeróbico foi atingido inicialmente quando o lactato começou a se acumular no sangue, pela glicólise anaeróbica decorrente da elevada intensidade do exercício (Gonzalez-Montesinos et al., 2021). CPET foi indicado para avaliar pneumopatias e cardiopatias crônicas, mensurando a gravidade da condição sob esforço. Foi utilizado com o objetivo de prover diagnóstico diferencial para dispneia, dor torácica, e para avaliar a necessidade de transplante cardíaco em indivíduos com insuficiência cardíaca (Nahmias et al., 2021; Villelabeitia-Jaureguizar et al., 2019). De forma não relacionada às patologias, foi capaz de auxiliar atletas a quantificar o êxito de seu treinamento, particularmente nos esportes de grande esforço cardiorrespiratório, como corrida, ciclismo, remo (Garnacho-Castaño et al., 2024). Foi utilizado para permitir variados níveis de exercício para indivíduos que possuem algum nível de prejuízo funcional, e para avaliar de forma mais precisa a eficácia de medicamentos, permitindo um cuidado individualizado ao paciente. Entretanto, possui restrições importantes a serem consideradas. Pelo intenso exercício físico, foi contraindicado a pacientes que possuam cardiopatias graves, não estejam em condições de seguir comandos ou com inabilidades funcionais. Conclui-se que o CPET é um promissor método biofísico de diagnóstico médico, que fundamentalmente incentiva a prevenção de doenças e promoção da saúde. Com o avanço científico de técnicas computacionais e da Engenharia Biomédica, certamente poderá haver redução em seu custo, tornando-se acessível a maior número de pessoas, e um meio convincente de auxiliar atletas a melhorarem o desempenho.
 
Palavras-chave: Diagnóstico Médico; Engenharia Biomédica; eletrocardiografia; eficiência ventilatória.
 
Referências
GARNACHO-CASTAÑO, M. V. et al. Effects of acute beetroot juice intake on performance, maximal oxygen uptake, and ventilatory efficiency in well-trained master rowers: a randomized, double-blinded crossover study. Journal of the International Society of Sports Nutrition, v. 21, n. 1, 2024.
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HORVÁTH, J. et al. Effectiveness of hospital-based low intensity and inspected aerobic training on functionality and cardiorespiratory fitness in unconditioned stroke patients: Importance of submaximal aerobic fitness markers. Medicine, v. 101, n. 42, p. e31035–e31035, 2022.
NAHMIAS, O. et al. Ventilatory adaptation during eccentric cycling in patients with severe COPD: Potential implications for exercise training. Respiratory Physiology & Neurobiology, v. 292, p. 103706–103706, 2021.
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VILLELABEITIA-JAUREGUIZAR, K. et al. Mechanical efficiency of high versus moderate intensity aerobic exercise in coronary heart disease patients: A randomized clinical trial. Cardiology Journal, 2019 v.26, n. 2,p. 130-137, 2019.
VIVODTZEV, I. et al. Acute ventilatory support during whole-body hybrid rowing in patients with high-level spinal cord injury. Chest, v. 157, n. 5, p. 1230–1240, 2020.