ALTERAÇÕES DO LÍQUIDO CÉFALORRAQUEANO E

PERTURBAÇÕES DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL

EM DISTÚRBIOS DO CONTROLE HIDROGÊNIO-IÔNICO.

ESTUDO D A R E L A Ç Ã O C L O R E T O S / C O 2 T O T A L

JOÃO BAPTISTA DOS REIS*;

JOÃO BAPTISTA DOS REIS F I L H O * * ;

ANTONIO B E I *

Líquido céfalorraqueano e fisiología da respiração — Leusen 3 0 , em expe­riências em animais com técnica simples de perfusão dos ventrículos cerebrais por meio de soluções com concentrações variáveis de bicarbonato (HCO3) e ácido carbônico dissolvido fisicamente (H2CO3), estudou a influência das varia­ções do equilíbrio hidrogênio-iônico do líquido céfalorraqueano (LCR) sobre a respiração. Quando o líquido de perfusão continha um excesso de ácido car­bônico ele observou um aumento da atividade respiratória e, ao contrário, uma depressão da ventilação pulmonar se também elevasse a concentração de bicar­bonatos. Loeschke e col.33 confirmaram os resultados destas experiências mos­trando que as alterações do ritmo respiratório eram devidas ao aumento do (H+) no líquido de perfusão. Por ocasião do simpósio 7 sobre LCR e regulação da respiração em 1964 todos os autores estavam de acordo sobre a impor­tância da composição do LCR na regulação da ventilação pulmonar.

Mecanismos homeostáticos de preservação do pH do LCR — Por motivo desta sua importante função na regulação da respiração, o LCR está muito bem protegido contra as variações súbitas do equilíbrio hidrogênio-iônico. Além disto, o pH do LCR indica mais fielmente as modificações ácido-básicas do tecido cerebral que o pH do sangue 1 0 . 1 8 > 23> 46> 4 7 . O LCR constitui um meio muito pobre em proteínas e o seu poder tampão depende fundamental­mente da relação PCO2/HCO3. O LCR é, por assim dizer, uma solução salina bicarbonatada à qual se juntam pequenas quantidades de outros com­ponentes iónicos e moleculares. Admite-se que a barreira hematoencefálica protege o sistema nervoso central contra as variações súbitas do equilíbrio hidrogênio-iônico. Ela apresenta uma lenta permeabilidade para as varições

T r a b a l h o d o D e p a r t a m e n t o de N e u r o l o g i a e N e u r o c i r u r g i a d a E s c o l a Pau l i s t a d e M e d i c i n a : * P ro fe s so r A d j u n t o ; ** Ass i s t en t e v o l u n t á r i o .

de concentrações dos iontes HCC>3~, Cl-, H + e Na+, de que resulta proteção ao pH do LCR, e fácil permeabilidade ao gás CO2, de sorte a favorecer rá­pidos ajustes com o sangue 2, 5, 9, 12, 14, 21, 22, 24, 30, 31, 36, 37, 39, 40, 45, 46, 48, 53, 56, 57, 60, 62. Estes fatos explicam porque, por vezes, podem ser obser­vadas variações divergentes do pH de um lado e de outro da barreira. Em todas as experiências de caráter agudo, as modificações do equilíbrio hidro-gênio-iônico no LCR são interpretadas com base no conhecimento do rápido equilíbrio da pCÜ2 entre sangue e LCR, e no lento equilíbrio das concentra­ções do ionte bicarbonatado. Nos processos crônicos as alterações da con­centração do bicarbonato do plasma refletem-se sobre o LCR, evidenciando-se que as trocas entre sangue e LCR são lentas em relação a este ionte porém se processam depois de algum tempo. Estas respostas do LCR às alterações do sangue não são somente passivas e parecem sugerir um certo objetivo homeostático para a manutenção da constância do seu pH durante as altera­ções crônicas do equilíbrio hidrogênio-iônico.

Características ácido-básicas normais.

Concentração hidrogênio-iônica. A regulação do pH do LCR parece ter preferência sobre todos os outros fatores do equilíbrio ácido-básico. Mitchell4 0

verificou que o LCR normal apresenta um pH de 7.326 (±0.012) e o sangue arterial um pH de 7.409 (±0.018).

Tensão do CO2. O valor normal para a pCC>2 no L C R 3 6 é de 49 ( ± 5 ) e para o plasma arterial 42 ( ± 4 ) .

Bicarbonatos. A taxa normal para a reserva alcalina do L C R 1 4 varia de 46 a 60 volumes por cento ou seja 20 a 27 mEq/litro. Manfredi3 6 verifi­cou como valor normal para o CO2 total em média 25.4 mEq/litro ( ± 1 . 5 ) e a relação LCR/plasma venoso igual a 0.90, o que indica um teor de bicar­bonatos ligeiramente mais elevado para o sangue. Reis e Travassos 5 0 deter­minaram a taxa de CO2 total em 43 pessoas normais e verificaram em média 23.6 mEq/litro, com uma variação de 20.5 a 26.3.

Em condições de repouso, o pH e a pCÜ2 do LCR são mais comparáveis com o pH e a pCÜ2 do sangue venoso, enquanto que o CO2 total do LCR é mais comparável com o CO 2 total do sangue arterial. Bradley e Semple6 e Posner e col.46 verificaram que a PCO2 do LCR e do sangue venoso eram aproximadamente iguais, de que resultava um pH para o LCR mais ácido que o do sangue venoso, presumivelmente devido à menor concentração de H C O 3 - no LCR. Em relação ao plasma arterial este fato é mais evidente por motivo do LCR apresentar maior PCO2 e menor concentração de HCO3-".

Distúrbios neurológicos em perturbações do controle hidrogênio-iônico — Os distúrbios graves do controle hidrogênio-iônico podem determinar pertur­bação da função cerebral com manifestações neurológicas e psíquicas. Por isso, as determinações do pH, pCC*2 e CO2 total do LCR têm grande impor­tância para a interpretação dos problemas fisiopatológicos que ocorrem no sistema nervoso central, para o conseqüente diagnóstico e para a correta indicação terapêutica. Pouco se sabe sobre a perturbação da função do sis­tema nervoso central em pacientes com acidóse metabólica; já se tem descrito distúrbios neurológicos e mentais em pacientes com alcalose respiratória e alcalose metabólica; entretanto, é em relação à acidóse respiratória que a literatura é mais numerosa 4, 8, 10, 15, 20, 28, 29, 35, 38, 54, ei.

A relação entre moléstia pulmonar e hipertensão endocraniana foi assi­nalada em 1933 por Cameron1 1 que apresentou o caso do jovem mineiro com enfisema pulmonar grave, perturbação progressiva da visão e edema de papila. Na acidóse respiratória decorrente de insuficiência ventilatória pulmonar grave pode-se observar uma síndrome de hipertensão endocraniana devida à ação vasodilatadora do CO2 e estes pacientes são por vezes encaminhados aos serviços neurológicos com a suspeita de tumor encefálico 4. 1 5. 2 0. Em geral, pode haver nestes pacientes associação de hipercapnia com hipóxia, e de insuficiência ventilatória pulmonar com insuficiência cardíaca. Como conse­qüência da hipertensão endocraniana surgem cefaléia, soñolencia, visão turva, diplopia e edema de papila. Como conseqüência da narcose carbônica surgem confusão mental e estado delirante. Como conseqüência da irritabilidade neuro-muscular surgem tremores, movimentos mioclônicos, e, no período final, convulsões. Os sintomas focais são raros. Este quadro clínico é conhecido com a denominação de encefalopatía pulmonar ou encefalopatía enfisematosa. As causas gerais de sua origem são as moléstias pulmonares como a bron-quite crônica associada ao enfisema pulmonar, as perturbações em relação com a obesidade e a cifoescoliose. As causas neurológicas de sua origem são a fraqueza da musculatura do tórax, tal como pode ser observado em pacientes com esclerose lateral amiotrófica, sobreviventes de poliomielite, pa­cientes com lesão da medula espinhal, e com distrofia muscular tal como a miopatia de Duchenne 8- 4 3. Traumatismos crânio-encefálicos podem desenca­dear a depressão da ventilação e conseqüente acidóse respiratória 1 6 . 1 7 . 2 6 . O exame do LCR pode permitir o diagnóstico desta entidade pela verificação de hipertensão e de diminuição da taxa de cloretos associada com a elevação da concentração de bicarbonatos e aumento da PCO2. Merwarth e col.3 8

observaram elevação da concentração de bicarbonatos no LCR, cuja variação

oscilou entre 24 a 38 mEq/1. O tratamento consiste em se normalizar a função respiratória e promover a compensação cardíaca. A oxigenioterapia simples pode agravar a situação por anular o estímulo anóxico e diminuir a ventilação pulmonar 1 9 > 4 1 . 6 1 . 6 3 .

Na alcalose metabólica, Agar e MacPherson1 assinalaram anorexia, apatia, irritabilidade, nervosismo, cefaléia, tonturas e, ao final, convulsões, estupor e coma. Esta complicação pode ocorrer em casos de úlcera gástrica, obstrução intestinal alta ou depois de terapêutica alcalina intensiva. Observa-se no sangue aumento da reserva alcalina, elevação do pH, diminuição da taxa de cloretos e aumento da de uréia.

Na alcalose respiratória há hipocapnia arterial, a qual reduz o fluxo sangüíneo cerebral e a tensão do oxigênio cerebral, determinando distúrbios mentais. As perturbações neurológicas e mentais observadas em pacientes com alcalose respiratória se superpõem àquelas perturbações devidas à mo­léstia pré-existente. Em traumatismos de crânio esta pode vir a ser uma das complicações 1 6 > 1 7 • 2 6 . Os sinais e sintomas consistem em tonturas, pares­tesias, contraturas musculares espasmódicas, tremores, por vezes convulsões e confusão mental. Estes distúrbios são característicamente transitórios e mutáveis. Estas perturbações têm sido atribuídas a diversas causas, tais como a falta de oxigênio nos tecidos, diminuição do cálcio ionizado e vasocons-tricção cerebral por hiperventilação pulmonar. Tem sido assinalada a fre­qüente confusão entre alcalose respiratória e acidóse metabólica porque em ambas há hiperventilação associada à diminuição do CO2 total e o aumento da taxa de cloretos no plasma. O diagnóstico diferencial é feito pela medida do pH do sangue; entretanto, um dado importante é a existência de pertur­bações neurológicas na alcalose respiratória, enquanto que na acidóse meta­bólica elas são raramente observadas. A PCO2 diminui mais nitidamente na alcalose respiratória que na acidóse metabólica. Esta situação é corrigida quando se aumenta a concentração do CO2 no ar inspirado 3 8 . 5 2 .

Na acidóse metabólica, somente quando o pH do LCR estiver diminuído há alteração de consciência47. Talvez a melhor proteção do pH do LCR neste tipo de distúrbio do equilíbrio ácido-básico explique porque raramente sejam observadas perturbações da função cerebral nestes pacientes.

Perturbação do sistema nervoso central em altitude elevada — Durante a aclimatização em altitude elevada verifica-se que a diminuição da tensão do CO2 tende a alterar o pH sangüíneo para o lado alcalino, porém entram em ação os mecanismos homeostáticos de que resulta diminuição dos bicarbonatos, de modo que o pH permanece normal. Tanto o homem que vive em altitude elevada como o residente ao nível do mar recen­temente aclimatizado apresentam um pH do LCR essencialmente normal, com uma concentração de bicarbonatos diminuída no plasma e no LCR. As dife­renças entre os resultados obtidos com os nativos e os residentes ao nível do mar recentemente aclimatizados consistem em se observar entre os pri­meiros uma pCÜ2 maior (menor ventilação pulmonar) e um sangue arterial menos alcalino 1 3 , 2 5 , 2 7 . 4 4 , 4 9 , 5 8 , 5 9 . Os residentes ao nível do mar, quando em altitude elevada, apresentam dois fenômenos associados: alcalose respira-

tória e hipóxia que dão origem à perturbação da função do sistema nervoso central. A hipóxia desencadeia hiperventilação pulmonar a qual dá origem à alcalose respiratória. Em conseqüência da anóxia cerebral surgem fadiga, palpitações, cefaléia, náuseas, vômitos e perturbações mentais. Em geral, de­pois de 2 a 4 dias, os sintomas tendem a desaparecer e estabelece-se progres­sivamente a adaptação. Quando o organismo não consegue se adaptar ou quando ele perde a sua aclimatização surgem sinais e sintomas graves. Esta entidade clínica foi descrita por Monge 4 2 e é conhecida com a denominação de moléstia de Monge ou Mal das Montanhas. O paciente de Arellano 3 apre­sentou cianose de estremidades, fadiga, soñolencia, tonturas, perturbações vi­suais, zumbidos, cefaléia, edema de papila e entorpecimento mental. Depois de algum tempo de permanência ao nível do mar, estes sinais e sintomas desapareciam. Schaltenbrand55, em trabalho experimental em animal e no homem, demonstrou que a diminuição da pressão atmosférica determinava em todos os casos acentuada hipertensão do LCR. Se entretanto, durante a experiência, houvesse introdução artificial de oxigênio, não mais se observava a hipertensão do LCR. Severinghaus e col.58 verificaram a elevação da taxa de cloretos e da taxa de lactates no LCR durante a aclimatização, em média 6 mEq/litro para cloretos e 1 mEq/litro para lactates. O valor médio para a concentração de cloretos subiu de 123 (nível do mar) para 130 mEq/litro no segundo dia de aclimatização em altitude elevada. Severinghaus e Car-celén 5 9 observaram sintomas de Mal Crônico das Montanhas em um de seus pacientes, nativo residente à altitude de 4.800 metros. Neste caso foi verifi­cada uma taxa de ácido láctico elevada no LCR (7 mEq/litro) e, apesar disto, o pH e o HCO3 eram comparáveis com a média obtida para o grupo do qual este paciente fazia parte, revelando uma boa regulação do pH, mesmo em presença de uma concentração crónicamente elevada de ácido láctico.

Repercussão dos distúrbios do equilíbrio hidro-eletrolítico sobre o liquido

céfalorraqueano — O estudo do equilíbrio hidro-eletrolítico é de grande im­

portância prática para o tratamento dos pacientes neurológicos graves. O

exame do LCR é uma das primeiras providências tomadas para o esclareci­

mento do caso clínico; além de colaborar no diagnóstico etiológico, este exame

poderá também indicar a possível existência de distúrbio do equilíbrio hidro-

eletrolítico e, com isso, alertar precocemente o neurologista para uma orienta­

ção terapêutica correta. Além do pH e pCOa, os componentes do LCR que

têm importância prática imediata para o estudo destes problemas são os clo­

retos, o CO2 total e o sódio. As determinações das taxas de cloretos e de

sódio no LCR são muito importantes no diagnóstico dos distúrbios da osmo-

laridade 3 4. 5 1 e as concentrações de cloretos e de CO2 total no LCR estão

alteradas em pacientes com perturbação do controle hidrogênio-iônico 1 , 5 . 9 . 32, 38( 58

O propósito do presente trabalho foi o de determinar a relação cloretos/

CO2 total no LCR normal e no LCR de pacientes neurológicos com distúrbios

mais comuns do controle hidrogênio-iônico, para poder se avaliar o seu valor

prático no exame de rotina.

M A T E R I A L E MÉTODOS

O material é constituido por 58 observações, sendo 37 de pessoas normais e 21 de pacientes com disturbios graves do controle hidrogênio-iônico, dos quais 11 com acidóse respiratória e 10 com acidóse metabólica decorrente de coma diabético. O exame de LCR foi feito incluindo a medida da pressão, o exame citológico, as reações de fixação de complemento para sífilis e cisticercose, e o exame químico com dosagem de proteínas totais, reações das globulinas, dosagem de glicose, clore-tos, sódio, CO2 total (casos normais) ou reserva alcalina pelo método clássico de van Slyke com prévia saturação do LCR com CO2 (pacientes com distúrbios do controle hidrogênio-iônico). A determinação da reserva alcalina foi utilizada nestes casos por ser de mais fácil execução, e porque os seus resultados são muito aproxi­mados aos do CO2 total e satisfatórios para a finalidade prática deste estudo.

R E S U L T A D O S

Em 37 pacientes normais a relação cloretos/CO2 total apresentou uma variação de 4 . 8 a 5 .8 , em média 5 . 3 . No grupo dos pacientes com acidóse respiratória a relação esteve compreendida entre 2 . 0 a 4 .7 , enquanto que no grupo dos pacientes com acidóse metabólica decorrente de coma diabético grave ela variou desde 6 . 5 a 22.

RESUMO

O LCR constitui um meio muito pobre em proteínas e o seu poder tampão depende fundamentalmente da relação pCO2/HCO3-. O LCR é, por assim dizer, uma solução salina bicarbonatada à qual se juntam pequenas quanti­dades de outros componentes iônicos e moleculares. Admite-se que a barreira hemato-encefálica protege o sistema nervoso central contra as variações súbi­tas do equilíbrio hidrogênio-iônico. Ela apresenta uma lenta permeabilidade às variações de concentrações dos iontes H C O 3 - , Cl - , H + , N a + , de que resulta proteção do pH do LCR, e fácil permeabilidade ao gás C O 2 de sorte a favo­recer rápidos ajustes com o sangue. Estes fatos explicam porque, por vezes, podem ser observadas variações divergentes do pH de um lado e de outro da barreira. Por motivo de sua importante função fisiológica na regulação da respiração, o LCR está muito bem protegido em relação à estabilidade

de seu pH. Além disto o pH do LCR indica mais fielmente as modificações ácido-básicas do tecido cerebral que o pH do sangue. Os distúrbios graves do controle hidrogênio-iônico determinam perturbações da função cerebral com manifestações neurológicas e psíquicas. Por estes motivos as determina­ções do pH, pCO 2, e CO2 total do LCR têm uma grande importância para a interpretação dos problemas fisiopatológicos que ocorrem no sistema nervoso central, para o conseqüente diagnóstico e para a correta indicação terapêu­tica. Pouco se sabe sobre as perturbações da função do sistema nervoso central em pacientes com acidose metabólica; já se tem descrito distúrbios neurológicos e mentais em pacientes com alcalose respiratória e alcalose meta­bólica; entretanto, é em relação à acidose respiratória que a literatura é mais extensa. Na acidose respiratória decorrente da insuficiência ventilatória pulmonar grave pode-se observar uma síndrome de hipertensão endocraniana devida à ação vasodilatadora do CO2 e estes pacientes são por vezes encami­nhados aos serviços neurológicos com a suspeita de tumor encefálico.

O propósito do presente trabalho foi o de determinar a relação cloretos/ CO2 total no LCR normal e no LCR de pacientes neurológicos com distúrbios mais comuns do controle hidrogênio-iônico, para se poder avaliar o seu valor prático no exame de rotina.

O material deste estudo é constituído por 58 observações, sendo 37 de pessoas normais e 21 de pacientes com distúrbios graves do controle hidrogênio-iônico, dos quais 11 apresentavam acidose respiratória e 10 acidose metabó­lica decorrente de coma diabético.

Em condições normais, a relação cloretos/CO 2 total no LCR está com­preendida entre os valores de 4.8 a 5.8. Nos distúrbios do controle hidro­gênio-iônico, particularmente naqueles casos crônicos e graves, verificam-se alterações das taxas de cloretos e de CO2 total, cujas concentrações variam de modo compensatório, umas em sentido oposto às outras, nestes ajustamen­tos ácido-básicos. Na acidose respiratória o LCR apresenta acentuada dimi­nuição da taxa de cloretos com aumento compensatório da concentração do CO2 total. Nestes casos a relação variou de 2.0 a 4.7. Na acidose metabó­lica, como exemplo aquela que ocorre em pacientes em coma diabético, obser­va-se diminuição acentuada da concentração do CO2 total e aumento da taxa de cloretos. Nestes casos, os valores da relação cloretos/CO 2 total estavam compreendidos entre 6.5 a 22.

S U M M A R Y

Cerebrospinal fluid changes and central nervous system disorders in

disturbances of hydrogen ion metabolism. Study of the

chloride/total C O 2 ratio

The response of the cerebrospinal fluid pH to changes in the blood is of considerable physiological and clinical interest. The role of the cerebrospinal fluid in the control of pulmonary ventilation is pointed out. The main aspects

of the neurologic manifestations and the cerebrospinal fluid changes in pa­tients with hydrogen ion disturbances are discussed.

The purpose of this paper is the study of the chloride/total CO2 ratio in the cerebrospinal fluid. In 37 normal individuals the ratio ranged from 4.8 to 5.8. In 11 patients with respiratory acidosis it ranged between 2.0 and 4 .7 . In 10 patients with metabolic acidosis due to severe diabetic coma the ratio ranged between 6.5 and 22. It is emphasized the importance of this simple test in the cerebrospinal fluid of neurologic patients with hydrogen ion disturbances.

R E F E R Ê N C I A S

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Departamento de Neurologia e Neurocirurgia — Escola Paulista de Medicina —

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