Abnormal respiratory drive in vibroacoustic disease

José Reis Ferreira¹

José Albuquerque e Sousa²

Peter Foreid³

Marco Antunes⁴

Sofia Cardoso⁵

Mariana Alves-Pereira⁶

Nuno A A Castelo Branco⁷

Enquadramento: As alterações do sistema nervoso central em trabalhadores expostos a ruído de baixa frequência (RBF, <500 Hz, incluindo infra-sons) foram observadas pela primeira vez há 25 anos, em técnicos de aeronaves. Ao mesmo tempo, foi também identificada patologia respiratória nos mesmos trabalhadores, mais tarde reproduzida em modelos animais sob exposição a RBF. Actualmente, a doença vibroacústica (VAD) define-se como patologia sistémica causada por exposição excessiva a RBF. O aparelho respiratório continua sob estudo intensivo, quer em modelos humanos quer animais, expostos a excessivo RBF, e tem sido confirmado como um alvo preferencial do RBF. Uma vez que ambos os sistemas, respiratório e nervoso central, estão comprometidos nestes trabalhadores, torna-se pertinente a investigação do estado do controlo neurológico da respiração em doentes com a VAD. O propósito deste estudo é a exploração das implicações destes resultados. Métodos: Avaliaram-se as pressões respiratórias máximas, incluindo a pressão aos 0,100 seg de uma inspiração profunda, com início na capacidade residual funcional (P0.1), em respiração com ar ambiente, e também após estabilização respiratória face à inalação de uma mistura de ar com 5,9% de CO2 (Masterscreen versão 4.3, Viasys,Wurzburg, Alemanha), por válvula em Y com oclusão – P0.1CO2. Foram observados 22 indivíduos de sexo masculino, de 50,5 anos (± 8,5, entre 36-66 anos), expostos a nível ocupacional a ambientes ricos em RBF. Também se avaliou um grupo de controlo, de 7 indivíduos, exposto a menores níveis acumulados de RBF, idade média 42,4 ±14, entre 25 e 61 anos.

Resultados:Os exames funcionais respiratórios foram normais, quer em doentes com VAD quer em controlos. O índice de P0.1(CO2) (% do valor de referência) ficou muito abaixo em doentes com VAD (média: 22,9%) relativamente ao grupo de controlo (>60%).

Conclusões:Na resposta reflexa ao acréscimo de PCO2, os quimio-receptores centrais são responsáveis por 70% do estímulo ventilatório. Um estímulo ventilatório diminuído pode traduzir certa disfunção do tronco cerebral. Em doentes com VAD, esta disfunção é corroborada por anomalias dos potenciais evocados auditivos do tronco cerebral, bem como por alterações detectáveis em ressonância magnética. O índice P0.1CO2 pode revelar-se um indicador clínico útil para o diagnóstico e seguimento da VAD.

Em resumo, o controlo neurológico da respiração está comprometido em doentes com VAD.

Palavras-chave: Ruído de baixa frequência, infra-sons, controlo da respiração, P0.1CO2, pressões respiratórias máximas.

Abstract

Methods: The P-0.1 value, a measure of the suction pressure developed at the mouth 0.1 seconds after the start of inspiration, depends on the respiratory centres and the autonomic nervous system pathway of the neural control of respiratory function. By rebreathing CO2,(6% in air) normal individuals present an average seven-fold increase in P0.1(CO2) as compared to basal P-0.1. Twenty-two male VAD patients (ave. age 50.5±8.5 years, range: 36-66 years) underwent the P0.1(CO2) index respiratory drive tests, as well as standard pulmonary function tests. Seven individuals (ave. age 42.4 ±14 years, range: 25-61 years) with reduced LFN exposure served as controls.

Results: Pulmonary function tests were normal in both VAD patients and controls. The P0.1(CO2) index was below average value in VAD patients (average: 22.9%) while it presented normal values in the control group (average >60%).

Discussion: In the involuntary response to increased PCO2 levels, central chemoreceptors are responsible for 70% of the ventilatory stimulus. In VAD patients, this dysfunction may originate in the brainstem. This is corroborated by the fact that VAD patients register abnormal values for auditory brainstem evoked potentials, and disclose lesions with magnetic resonance imaging. The neurological control of breathing is compromised in VAD patients. The P0.1(CO2)index may be a useful clinical indicator for VAD diagnosis and follow-up.

Key-words: Low frequency noise, infrasound, respiratory control, P0.1CO2, peak respiratory pressure.

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¹ Médico Pneumologista. Serviço de Pneumologia, Hospital da Força Aérea, Lisboa

² Médico de Medicina Interna. Medicina Hiperbárica, Hospital da Marinha, Lisboa

³ Médico Neurologista. Serviço de Neurofisiologia, Instituto Português de Oncologia, Lisboa

⁴ Técnico de Cardiopneumologia. Unidade de Estudo Funcional Respiratório, Hospital da Força Aérea, Lisboa

⁶ Engenheira Biomédica, ERISA. Universidade Lusófona

⁷ Médico Anatomopatologista. Presidente do Conselho Científico, Centro da Performance Humana, Alverca

vibroacoustic.disease@gmail.com

Recebido para publicação/received for publication: 06.02.28

Aceite para publicação/accepted for publication: 06.04.26