O fluxo sanguíneo através de IPAVA e PFO está relacionado à hipertensão pulmonar induzida por apneia e mergulho autônomo?

A hipertensão arterial pulmonar (aumento da pressão arterial pulmonar) é uma doença multifatorial sem cura. A investigação de formas reversíveis de hipertensão pulmonar induzida em condições extremas, como apneia prolongada e/ou mergulho autônomo, pode ajudar a entender melhor por que alguns indivíduos desenvolvem essa doença devastadora e outros não.

A pressão arterial pulmonar é tipicamente muito baixa em humanos saudáveis. Baixos níveis de oxigênio (hipóxia) causam uma constrição dos vasos sanguíneos pulmonares, resultando em diâmetros menores, mas o fluxo sanguíneo pulmonar permanece constante ou aumenta. Ter um fluxo constante com diâmetros de vasos menores faz com que a pressão arterial pulmonar aumente, mas ela retornará ao normal assim que os níveis normais de oxigênio forem restaurados. Além disso, há associação com forame oval patente (FOP, pequeno orifício entre os átrios do coração) e pressões arteriais pulmonares excessivas em condições de baixo oxigênio. No entanto, as razões para o aumento exacerbado da pressão arterial pulmonar nesses indivíduos com FOP (PFO+) são desconhecidas, mas podem ser devidas a uma resposta de constrição exagerada ao baixo oxigênio.

Durante uma apneia, o oxigênio no pulmão diminui e em mergulhadores de elite em apneia, diminui para níveis muito baixos. Em comparação com indivíduos sem um PFO (PFO-), o oxigênio pode cair ainda mais baixo naqueles indivíduos com PFO+ porque o sangue desoxigenado passa pelo pequeno orifício para se misturar com o sangue oxigenado, exacerbando o nível para o qual o oxigênio no sangue diminui. Assim, usar um modelo de hipóxia pulmonar em apneia é uma abordagem para examinar um aumento induzido por hipóxia na pressão arterial pulmonar - um método que depende criticamente da capacidade do mergulhador de apneia de elite de prender a respiração por períodos significativos.

As anastomoses arteriovenosas intrapulmonares (IPAVA) são vasos dentro do pulmão que contornam os capilares. O grupo do investigador investigou os possíveis papéis que esses vasos únicos podem ter em condições fisiológicas e fisiopatológicas. Os investigadores descobriram que o fluxo sanguíneo IPAVA ocorre quando indivíduos saudáveis ​​respiram gás com baixo teor de oxigênio. Os pesquisadores também descobriram que o fluxo sanguíneo IPAVA está inversamente relacionado à pressão arterial pulmonar. Especificamente, indivíduos com pressões arteriais pulmonares elevadas apresentam baixo fluxo sanguíneo IPAVA e vice-versa.

O ventrículo direito do coração bombeia sangue através da artéria pulmonar para os pulmões. Em condições de repouso, o coração direito realiza uma quantidade mínima de trabalho porque a pressão nos vasos sanguíneos do pulmão é baixa. Quando a pressão arterial pulmonar aumenta, o trabalho do lado direito do coração tem que aumentar substancialmente para manter o bombeamento de sangue através do pulmão. Assim, altas pressões arteriais pulmonares aumentarão o trabalho do coração direito e podem levar à disfunção do coração direito, limitando assim a quantidade de sangue que o coração pode bombear. Se a pressão for alta o suficiente para limitar a quantidade de sangue que flui através do pulmão, isso pode ser detectado por uma redução no fluxo sanguíneo pulmonar e/ou alterações na função do coração durante a contração (sístole) e o relaxamento (diástole). Consequentemente, uma intervenção que reduza as pressões arteriais pulmonares durante a apneia pode ter um efeito benéfico na função cardíaca direita.

Em conjunto, durante um mergulho de apneia de elite, onde o nível de oxigênio diminui, os investigadores esperam que as pressões arteriais pulmonares aumentem à medida que os níveis de oxigênio pulmonar diminuem, e a redução no oxigênio pode ser ainda menor em indivíduos com PFO+. Além disso, à medida que os níveis de oxigênio no sangue diminuem, o fluxo sanguíneo IPAVA aumentará em alguns indivíduos com FOP, mantendo assim as pressões arteriais pulmonares baixas nesses indivíduos. Por outro lado, espera-se que os indivíduos PFO+ e os indivíduos PFO- com baixos níveis de fluxo sanguíneo IPAVA tenham as maiores pressões pulmonares. Se isso é verdade ou não, não se sabe. Portanto, o objetivo nº 1 quantificará a pressão arterial pulmonar e a função cardíaca direita e investigará suas relações com o fluxo sanguíneo PFO e IPAVA em mergulhadores de elite em apneia enquanto respirando concentrações de oxigênio e dióxido de carbono que imitam a hipóxia induzida por apneia [NOTA: é não é possível obter imagens do coração durante a suspensão da respiração porque o pulmão totalmente inflado obstrui a visualização ultrassonográfica do coração]. O objetivo nº 2 usará o sildenafil, um medicamento que aumenta a biodisponibilidade do óxido nítrico para dilatar os vasos sanguíneos pulmonares, para diminuir a pressão arterial pulmonar durante a respiração de concentrações de oxigênio e dióxido de carbono que imitam a hipóxia induzida pela apneia. Os investigadores quantificarão o efeito do sildenafil na pressão arterial pulmonar e na função cardíaca direita e determinarão se ele altera a relação com o IPAVA e o fluxo sanguíneo do PFO. Como mencionado acima, como esses indivíduos PFO+ podem ter uma resposta vasoconstritora pulmonar exagerada à hipóxia, o sildenafil pode ser menos eficaz ou ineficaz na redução da pressão arterial pulmonar nesses indivíduos. O objetivo nº 3 comparará os dados do estudo do mergulhador de apneia de elite com os dados obtidos em indivíduos pareados por idade, sexo e PFO que não têm ampla experiência com mergulho em apneia. Para fazer isso, os sujeitos de controle passarão pelos mesmos procedimentos dos Objetivos #1 e 2 acima. Esses estudos também permitirão aos investigadores determinar se há diferenças nas respostas vasculares pulmonares à hipóxia entre aqueles com e sem experiência de mergulho em apneia.

Além das alterações cardíacas e pulmonares que ocorrem nos mergulhadores em apneia descritas acima, também é sabido que a pressão arterial pulmonar aumenta após o mergulho SCUBA, mas volta ao normal em poucas horas. Os mecanismos responsáveis ​​pelo aumento da pressão arterial pulmonar são desconhecidos, mas independem da hipóxia. Assim, investigar a relação entre IPAVA, PFO e aumentos induzidos por mergulho SCUBA nas pressões arteriais pulmonares oferece um caminho adicional para entender a suscetibilidade à hipertensão arterial pulmonar. Embora não se saiba por que a pressão arterial pulmonar aumenta com o mergulho SCUBA, sabe-se que a hipertensão pulmonar pode contribuir para a disfunção do coração direito e edema pulmonar (acúmulo de água no pulmão) que pode ocorrer em indivíduos que nadam e/ou praticam mergulho SCUBA. A prevenção do aumento da pressão arterial pulmonar durante e/ou após um mergulho pode ajudar a prevenir disfunções excessivas do coração direito e edema pulmonar. Assim, o objetivo nº 4 quantificará a pressão arterial pulmonar e a função cardíaca direita e investigará suas relações com o fluxo sanguíneo PFO e IPAVA, pré e pós-mergulho SCUBA. O objetivo nº 5 quantificará o efeito do sildenafil (pós-mergulho) na pressão arterial pulmonar e na função cardíaca direita e determinará se ele altera a relação com o fluxo sanguíneo IPAVA e PFO, pré e pós-mergulho SCUBA.

Em resumo, os investigadores se propõem a estudar apneia croata e mergulhadores SCUBA de elite. Os investigadores quantificarão a hipertensão pulmonar induzida por hipóxia e mergulho SCUBA e a função cardíaca direita para investigar as relações entre o fluxo sanguíneo PFO e IPAVA. Os investigadores usarão uma intervenção controlada por placebo (sildenafil) para reduzir a pressão arterial pulmonar nesses indivíduos para examinar o impacto da mudança na pressão (ou ausência de mudança) nas relações determinadas acima.