Disnea de esfuerzo, deterioro del patrón ventilatorio y mala

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Fisioterapia 2009;31(5):183–191
www.elsevier.es/ft
ORIGINAL
Disnea de esfuerzo, deterioro del patrón ventilatorio y mala
tolerancia al ejercicio: ¿signos precoces de insuficiencia
respiratoria?
M. Giméneza,b,, B. Hannharta, E. Abrila,c, L. Benamghara, P. Vergaraa, A. Gómeza,b y
E. Serveraa,d
a
INSERM-ERI n.o 11 (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale), Nancy, Francia
Servicio de Rehabilitación y Fisioterapia, Hospital Negrı́n, Las Palmas de Gran Canaria, Las Palmas, España
c
Unidad de Fisioterapia, Centro de Salud El Palmar, El Palmar, Murcia, España
d
Servicio de Neumologı́a, Hospital Clı́nico Universitario, Valencia, España
b
Recibido el 1 de octubre de 2008; aceptado el 30 de octubre de 2008
PALABRAS CLAVE
Espirometrı́a;
Test de ejercicio incremental;
_ 2pico;
VO
Disnea de esfuerzo;
Lactato;
Patrón ventilatorio;
Ventilación alveolar;
Espacio muerto
fisiológico;
Gasometrı́a arterial
Resumen
Introducción: La disnea de esfuerzo (DE) es frecuente entre fumadores a pesar de una
espirometrı́a normal.
Objetivos: Determinar si el test de ejercicio y la observación de posibles alteraciones del
patrón ventilatorio pueden reflejar una insuficiencia respiratoria precoz.
Material y método: Se ha comparado a 24 varones fumadores que presentaban DE con 31
varones fumadores sin DE. En ambos grupos se realizó espirometrı́a, pletismografı́a,
estudio del patrón ventilatorio, gasometrı́a arterial y test de ejercicio incremental (30 W/
3 min), empezando por 40 W 10 min. La se evaluó mediante la escala de Borg.
Resultados: La espirometrı́a era normal en ambos grupos. Los sujetos con DE presentaron
un aumento de la frecuencia respiratoria (fB) y un volumen corriente (VT) significativamente reducido (po0,001), con un patrón respiratorio más superficial. Además,
_ 2pico y de la
mostraban una reducción superior al 30% del consumo máximo del VO
potencia máxima tolerada (Wmáx) (po0,01). Se observó una disminución de la ventilación
alveolar (V_ A =V_ E ), la PaO2 y el pulso de O2 (po0,01), mientras que la ventilación (V_ E ), la
relación ventilación (VE)/ventilación máxima minuto (MVV), el espacio muerto (VD), la
lactatemia (AL) y la frecuencia cardiaca (FC) fueron, para un mismo nivel de ejercicio,
significativamente mayores (po0,01) en el grupo de disneicos.
Conclusiones: Sujetos aparentemente sanos, cuya espirografı́a es normal, presentan DE,
junto con una combinacion de efectos adversos durante el ejercicio (aumento de la
demanda ventilatoria central, importantes alteraciones del patrón ventilatorio, con
Autor para correspondencia.
Correo electrónico: [email protected] (M. Giménez).
0211-5638/$ - see front matter & 2008 Asociación Española de Fisioterapéutas. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos los derechos
reservados.
doi:10.1016/j.ft.2008.10.006
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M. Giménez et al
hipoventilación e importante reducción de la máxima cantidad de ejercicio). Tales
alteraciones frecuentemente no se exploran, pero se podrı́an corregir mediante un
elaborado tratamiento fisioterapéutico y entrenamiento muscular.
& 2008 Asociación Española de Fisioterapéutas. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos
los derechos reservados.
KEYWORDS
Spirometry;
Incremental exercise
test;
O2 peak;
Exertional dyspnea;
Lactate;
Ventilatory pattern;
Alveolar ventilation;
Physiological dead
space;
Arterial blood gases
Exertional dyspnea, rapid shallow breathing and poor exercise tolerance: Early signs of
respiratory impairment?
Abstract
Exertional dyspnea (ED) is common among smokers despite a normal spirometry.
Objectives: This study aimed to determine whether exercise testing, overbreathing and
altered breathing pattern can reflect early respiratory impairment.
Material and method: Twenty-four active ED male smokers aged 33–60 years, with no
background of muscular, cardiac or respiratory disease, were compared to 31 healthy
smokers (with no ED). Spirometry, plethysmography, ventilatory pattern and arterial blood
gases were assessed in both groups and dyspnea was estimated using a Borg scale at every
30W/3 min step of incremental maximal exercise, starting with 40 W for 10 min.
Results: Spirometry data was normal in both groups. Compared to healthy subjects, the
respiratory pattern was significantly (po0.001) more rapid and shallow with smaller tidal
volume (VT) (po0.001) and less alveolar ventilation (V_ A =V_ E ) and PaO2 while ventilation
(V_ E ), the ratio V_ E /MVV, ventilatory frequency (fB), dead space ventilation (VD), lactic
acidemia, and cardiac frequency (fC) were significantly higher (po0.01) in the ED group.
The significant differences (po0.05) observed at rest were amplified during exercise and
_ 2 pico and maximal power load were 30% lower (po0.001) in ED subjects.
VO
Conclusions: Apparently healthy subjects, whose spirometry are normal, complain of
exertional dyspnea associated with a combination of adverse effects of: increased central
ventilatory demand, overbreathing, impairments of ventilatory pattern, hypoventilation,
and severe reduction of the maximal levels of exercise. These changes are not often
explored, although they are potentially susceptible to correction corrected with
sophisticated respiratory physiotherapy and exercise training.
& 2008 Asociación Española de Fisioterapéutas. Published by Elsevier España, S.L. All rights
reserved.
Introducción
La disnea se define como una sensación subjetiva de trabajo
respiratorio que comprende diferentes grados e intensidades1,2. Algunos adultos sufren disnea durante el ejercicio e
incluso con actividades cotidianas como subir escaleras. La
disnea no está relacionada únicamente con el deterioro del
aparato respiratorio, cuantificable mediante espirografı́a;
también están implicados otros factores, como una relación
alterada entre los centros respiratorios y la respuesta
mecánica toracopulmonar. La disnea se presenta cuando
existe un aumento de la actividad de los centros respiratorios asociada con una respuesta toracopulmonar reducida o
normal, cuando el estimulo de los centros respiratorios es
normal o está aumentado en asociación con una movilidad
toracopulmonar reducida, o cuando la demanda de los
centros respiratorios aumenta por acción de los quimiorreceptores para compensar una ventilación ineficiente o
disfuncional2–4.
La historia clı́nica y la exploración fı́sica indican que, a
veces, posibles alteraciones de los aparatos respiratorio y
cardiovascular, el descondicionamiento fı́sico, la debilidad
de los músculos respiratorios o las disfunciones mecánicas
son causas de disnea crónica de esfuerzo3–6. El grado de
disnea y las pruebas funcionales respiratorias son paráme-
tros diferentes que caracterizan la severidad de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)1. Por otro lado,
el test de esfuerzo se ha convertido en una importante
medida en la EPOC, ya que la capacidad de ejercicio
constituye el principal indicador del deterioro en el estado
de salud3,4,6,7 y puede ofrecer otros datos importantes que
no se obtienen con las pruebas realizadas en reposo8. Oga et
al3, en un estudio llevado a cabo durante 5 años,
demostraron que la disnea durante el ejercicio era el mejor
indicador de supervivencia a 5 años en enfermos con EPOC y
que el deterioro de la capacidad de ejercicio era anterior al
de las vı́as aéreas por la obstrucción en pacientes con EPOC
moderada o severa.
El objetivo de este estudio es determinar si sujetos
aparentemente sanos con disnea de esfuerzo presentan
alguna alteración en los parámetros estudiados mediante el
test de esfuerzo y/o en el patrón ventilatorio y la
gasometrı́a arterial.
Material y método
Se incluyó a 24 fumadores entre 33 y 60 años de edad
que nos fueron derivados desde las consultas externas por
disnea de esfuerzo sin otros sı́ntomas. La espirometrı́a,
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Disnea de esfuerzo, deterioro del patrón ventilatorio y mala tolerancia al ejercicio
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el electrocardiograma y la exploración radiológica torácica,
pulmonar y cardı́aca estaban dentro de la normalidad. Se
excluyó a los pacientes afectados de enfermedades cardiopulmonares, neuromusculares o reumáticas que pudieran
interferir en el ejercicio, además de quienes tuvieran
antecedentes de asma inducida por el ejercicio.
A los 24 varones con disnea de esfuerzo que aceptaron ser
incluidos en el protocolo, se los sometió a una entrevista
clı́nica y un examen clı́nico y funcional; forman el grupo 2.
Se los comparó con 31 sujetos sanos, también fumadores
pero sin disnea de esfuerzo, que sirvieron de control (grupo
1), y se los estudió durante el mismo tiempo. Todos los
sujetos retenidos, con o sin disnea de esfuerzo, dieron su
consentimiento informado, y se aplicaron las recomendaciones contenidas en la Declaración de Helsinki.
máximas inspiratoria (PIM) y espiratoria (PEM) se midieron
con la técnica previamente descrita9,10. Se realizó un
electrocardiograma en reposo (Multiscriptor EK-Hellige Inc,
Estrasburgo, Francia). La saturación oxihemoglobı́nica
(SaO2) y la frecuencia cardiaca (FC) fueron controladas
mediante pulsioximetrı́a (Biox Pulse Oximeter, Ohmeda,
Louisville, Colorado, Estados Unidos). Los gases arteriales
(pH, PaCO2, PaO2, hematocrito) y la concentración plasmática de lactato se analizaron en muestras arteriales de
sangre (ABL 300, radiómetro Medical A/S, Emdrupvege,
Copenhague, Dinamarca).
Cuestionario y examen fı́sico
La prueba incremental de 30 W cada 3 min en un cicloergómetro electrónico (modelo 1000S, Medifit Inc., Maarn, Paı́ses
Bajos) fue adaptada con un primer nivel constante de 40 W
durante 10 min, en lugar de la habitual primera carga de
3 min a 30 W, con el fin de simular la marcha en terreno
llano, a 4 km/h12,13. A continuación, la carga se aumentó
progresivamente de 30 W cada 3 min hasta determinar en
cada paciente la potencia máxima tolerada durante 3 min
(PMT)13. La ventilación (V_ E ), el volumen tidal (VT), la
_ 2y
frecuencia ventilatoria (fB) y el intercambio gaseoso (VO
_ 2) se analizaron en los últimos 30 s de cada peldaño del
VCO
ejercicio incremental, escogiendo los valores obtenidos en
reposo a 40 y 120 W y a la PMT. El valor de O2 máximo
correspondió al más alto alcanzado en los últimos 30 s de
recogida a la PMT. La presión arterial se controló en reposo,
a 40 W y a la PMT. La FC se verificó mediante el recuento de
las ondas R del electrocardiograma durante los últimos 30 s
_ 2
de cada peldaño del ejercicio. Los coeficientes V_ E =VO
_ 2/
(REO2), VT/VC, RQ (CO2/O2) y pulso de oxı́geno (O2P ¼ VO
FC) se calcularon en reposo, a 40 y 120 W y a la PMT9.
Ambos grupos respondieron al cuestionario de la Comunidad
Europea del Carbón y del Acero (CECA) para la actividad
diaria, historia médica y sı́ntomas respiratorios8. El examen
fı́sico incluyó la observación de movimiento paradójico
toracoabdominal, la expansión de la caja torácica superior,
el uso de músculos escalenos y esternocleidomatoideos y la
activación muscular abdominal durante la inspiración, es
decir, asincronı́as ventilatorias toracoabdominales durante
maniobras ventilatorias.
Evaluación de parámetros cardiorrespiratorios
Las pruebas de función pulmonar incluyeron una espirometrı́a, con la que se determinó la capacidad vital lenta (VC),
el volumen espiratorio máximo el primer segundo (FEV1), la
ventilación máxima voluntaria (MVV), los picos de flujo
inspiratorio y espiratorio máximos (PIF, PEF) y el ı́ndice de
Tiffeneau (FEV1/VC). Seguidamente se realizó un test
broncodilatador9,10. Para cada parámetro espirográfico, el
valor registrado fue el mayor de tres medidas técnicamente
satisfactorias, de acuerdo con los criterios de la CECA11. Se
calcularon los valores espirográficos teóricos de nuestros
sujetos y el lı́mite inferior usando las fórmulas para varones
(tabla 1). El lı́mite inferior de la normalidad se obtiene
sustrayendo el valor 1,64 RSD (también llamado percentil
5) del valor producido por la ecuación (fig. 1)11. La
capacidad pulmonar total (CPT), el volumen residual (VR)
y la relación entre ambos se determinaron mediante
pletismografı́a9,11. El análisis metabólico del consumo de
oxı́geno y de producción de anhı́drido carbónico se analizaron mediante un metabológrafo Jaeger’s Oxycon Campeon
(Eric Jaeger GmbH & Co, Alemania). Antes y después de
cada examen, el neumotacógrafo fue calibrado con una
bomba de 1 l. Los analizadores de CO2 y O2 se calibraron con
mezclas de concentraciones conocidas9. Las presiones
Tabla 1
VC
FEV1
FEV1/CV
PEF
Test de ejercicio incremental
Evaluación de la sensación de disnea en
ejercicio
Antes de la prueba, los sujetos se familiarizaron con el
procedimiento de evaluación. Se les explicó que se deseaba
valorar la sensación de disnea, entendida como sensación de
trabajo respiratorio, sensación incómoda de ‘‘respiración
restringida’’, y que debı́an separar de ésta todas las demás
sensaciones (pinza nasal, boquilla, asiento incómodo, el
sudor y salivación importante a causa de la boquilla). Los
sujetos estimaron el grado de disnea a 40 y 120 W y a la PMT.
Para ello se empleó la escala Borg, modificada de su forma
original a una escala de 10 puntos con las expresiones
verbales de gravedad ancladas a determinados puntos,
empleando categorı́as14.
Fórmulas para el cálculo de los valores espirográficos teóricos11
6,1 talla (m) – 0,028 edad (años) – 4,65
4,3 talla (m) – 0,029 edad (años) – 2,49
0,18 edad (años)+87,2
6,14 talla (m) – 0,043 edad (años)+0,15
1,64
1,64
1,64
1,64
RSD ¼ –0,92 l
RSD ¼ –0,84 l
RSD ¼ –11,8%
RSD ¼ –1,99 l/s
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M. Giménez et al
Análisis estadı́stico
disnea de esfuerzo, aunque la espirografı́a fuera normal,
tiene antecedentes y exploración fı́sica patológicas.
Hemos estudiado la correlación entre disnea de esfuerzo, fB
y los demás parámetros de los valores originales. Para las
comparaciones de los dos grupos independientes, utilizamos
el test de Wilcoxon-Wallis, prueba de estadı́stica no
paramétrica. Para las correlaciones usamos la prueba no
paramétrica de Spearman. Una probabilidad de menos de
0,05 se consideró estadı́sticamente significativa. Todos los
cálculos se hicieron con el software estadı́stico STATA
Release 7.0 para Windows15. Los resultados se expresan
como media7desviación estandar (DE).
Resultados
Los valores medios de edad, peso y talla se representan en la
tabla 2. La media de edad es ligeramente superior en el
grupo de disnea de esfuerzo.
Cuestionario de salud respiratoria y examen
fı́sico
La actividad fı́sica era menor en los sujetos con disnea de
esfuerzo que en los controles. Durante una rápida y plena
inspiración, todos los sujetos con disnea de esfuerzo
mostraron asincronı́as ventilatorias, con elevación exagerada de los hombros, inspiración bucal, convexidad del tórax y
contracción abdominal, con aspecto cóncavo, lo que
evidencia una ventilación paradójica diafragmática13 que
no se observó en los sujetos sin disnea de esfuerzo. La
auscultación pulmonar y cardı́aca estaba dentro de la
normalidad en los dos grupos. Aparece ya que el grupo con
Tabla 2
Función respiratoria en reposo
Los resultados correspondientes a la exploración respiratoria
en reposo se presentan como valores absolutos y porcentajes de los valores normales9,12 (tabla 2). Todos los
parámetros de la espirometrı́a y la pletismografı́a estaban
dentro de los lı́mites normales en ambos grupos. El test
broncodilatador fue negativo en todos los sujetos. No se
detectó ningún sı́ndrome ventilatorio, restrictivo u obstructivo. Sin embargo, VC, FEV1 y el ı́ndice de Tiffeneau fueron
significativamente más bajos (dentro de la normalidad) en el
grupo 2.
Comparación del patrón ventilatorio en reposo
y en el ejercicio de 40 W (tabla 3)
De los 24 sujetos con disnea de esfuerzo del grupo 2, 20
tenı́an PaO2 r75 mmHg. Estos valores, incluso al nivel del
mar, se consideran patológicos. No presentaban anomalı́as
de la presión sanguı́nea y la FC o cambios en los complejos
del ECG que indicaran isquemia miocárdica. A 40 W, en el
grupo 2, comparado con el grupo 1, la V_ E aumentó
significativamente por aumento de fB, pero el VT era
significativamente más bajo. En 8 de los 24 sujetos la PaCO2
fue Z44 mmHg, considerada patológica, y 18 sujetos
presentaban PaO2 r75 mmHg. El aumento de la ventilación
y de fB son simultáneos a la hipoventilación alveolar
observada en reposo y a 40 W.
Comparación de los resultados demográficos, consumo de tabaco y pruebas funcionales en reposo
Parámetros
Grupo 1 (n ¼ 31)
Grupo 2 (n ¼ 24)
p
Edad (años)
Peso (kg)
Talla (cm)
Tabaco (cigarrillos/dı́a)
VC (l)
Porcentaje del teórico
FEV1 (l)
Porcentaje del teórico
FEV1/CV (%)
VMM (l/min)
VR (l)
Porcentaje del teórico
CPT (l)
Porcentaje del teórico
VR/CPT (%)
PEF (l/s)
PIF (l/s)
PEM (mmHg)
PIM (mmHg)
40,3710,4
72,477,5
17577
Todos 4 10
5,6370,91
14376,4
4,570,75
139717
8077
180726
1,6870,2
108714
7,2170,24
111712
24,272,6
9,670,56
8,970,37
8273,6
7974,2
4574,98
7477
17274
Todos 4 10
5,0270,36
13777,89
3,6670,31
13378,9
73,172,74
146712,1
1,9470,13
10777,15
6,9770,43
126,777,5
27,971,58
7,470,51
6,8470,36
74,574,77
74,675,54
o 0,05
NS
NS
o
o
o
o
o
o
o
0,05
0,05
0,01
0,05
0,05
0,05
0,05
o 0,05
o 0,05
NS
o 0,05
o 0,05
o 0,05
o 0,05
CPT: capacidad pulmonar total; FEV1: volumen espiratorio máximo el primer segundo; NS: no significativo; PEF: pico de flujo
espiratorio; PEM: presión espiratoria máxima; PIF: pico de flujo inspiratorio; PIM: presión inspiratoria máxima; VC: capacidad vital
lenta; VMM: ventilación máxima voluntaria; VR: volumen residual.
ARTICLE IN PRESS
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Disnea de esfuerzo, deterioro del patrón ventilatorio y mala tolerancia al ejercicio
Tabla 3
187
Comparación de los parámetros respiratorios en reposo y en el ejercicio de 40 W del ejercicio incremental
Parámetros
VE (l/min)
VT (ml)
fB (resp/min)
O2 (ml/min)
VA/VE (%)
VD (ml)
VD/VT (%)
VT/VC (%)
REO2 (VE/VO2)
pH arterial
PaCO2 (mmHg)
PaO2 (mmHg)
Lactato (mEq/l)
FC (sı́stoles/min)
Pulso de O2 (ml/sı́stole)
Disnea
En reposo
A 40 W
Grupo 1 (n ¼ 31)
Grupo 2 (n ¼ 24) p
8,270,5
5007100
1471,2
315739
7874
126715
0,2270,04
1472
2673
7,4370,009
38,571,4
8671,5
1,0570,18
7572
3,4770,4
No hay disnea en reposo
11,871,1
5947145
24,373,6
389755
5878,9
220780
0,4970,12
10,172,25
3375,7
7,4370,02
37,773,52
73,573,51
1,3270,31
92712
3,9370,5
Grupo 1 (n ¼ 31) Grupo 2 (n ¼ 24) p
o 0,001
2171,7
o 0,01 1.1677130
o 0,001
1874
o 0,01
741746
o 0,001
8475
o 0,001 189725
o 0,001 0,1670,08
o 0,001
2274
o 0,001
2872
NS
7,470,05
NS
37,571,7
o 0,001
9275
o 0,001
1,870,41
o 0,001
9076
o 0,001 8,4470,21
0
27,672,3
9707150
28,973,6
883769
59,379,1
3607130
0,3670,11
19,573,44
3273,4
7,4270,03
39,575,22
7473,7
2,4270,55
115710
7,5770,53
3,2470,3
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,01
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
NS
o 0,05
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
ERO2: equivalente respiratorio para el oxı́geno (VE/VO2); fB: frecuencia ventilatoria; FC: frecuencia cardı́aca; Grupo 1: sujetos sanos;
Grupo 2: sujetos con disnea de esfuerzo; PaCO2: presión parcial arterial de CO2; PaO2: presión parcial arterial de O2; VA/VE:
ventilación alveolar/ventilación minuto; VD: espacio muerto fisiológico; VE: ventilación minuto; VT/VC: volumen tidal sobre capacidad
vital; VT: volumen tidal.
Disnea graduada con la escala de Borg. Los resultados se expresan como media7desviación estándar.
Tabla 4 Comparación de los parámetros ventilatorios y cardiorrespiratorios el tercer minuto de 120 W de ejercicio
incremental
Parámetros
Grupo 1
Grupo 2
p
VE (l/min)
fB (resp/min)
VT (ml)
VO2 (ml/min)
RQ
REO2
VT/VC (%)
FC (sı́stoles/min)
Pulso de O2 (ml/sı́stole)
Disnea de esfuerzo (Borg)
60713
2578
2.5477564
2.1777188
0,9970,09
2775
4974
145717
15,671,9
2,570,4
73711
36710
2.1317438
2.1657237
1,0470,12
3376
4373
159712
13,971,5
8,0270,35
o 0,001
o 0,001
o 0,001
NS
NS
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
fB: frecuencia ventilatoria; FC: frecuencia cardı́aca; Grupo 1: sujetos sanos; Grupo 2: sujetos con disnea de esfuerzo; REO2:
_ 2/VO
_ 2); VE: ventilación minuto; VO2: consumo de
equivalente respiratorio para el oxigeno (VE/VO2); RQ: cociente respiratorio (VCO
oxı́geno; VT/VC: relación volumen tidal/capacidad vital; VT: volumen tidal.
Disnea de esfuerzo, graduada con la escala de Borg. Los resultados se expresan como media7desviación estándar.
Resultados a niveles superiores al umbral
anaeróbico del ejercicio incremental
A 120 W se observa un aumento de las alteraciones
ventilatoria y cardiocirculatoria observadas en el ejercicio
a 40 W en régimen constante (tabla 4). Dado que la potencia
máxima (PMT) fue inferior en los sujetos ED (30%), todos
los parámetros del ejercicio máximo (tabla 5) fueron
diferentes entre los dos grupos, con excepción del ácido
láctico. En el grupo 2, la PaCO2 fue Z44 mmHg en 6 sujetos y
la PaO2 fue r75 mmHg en 15.
Disnea de esfuerzo
No se observó disnea en reposo en ninguno de los sujetos con
disnea de esfuerzo. La disnea durante el ejercicio a 40 W se
presentó en los sujetos con disnea de esfuerzo. Sólo a 120 W
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M. Giménez et al
Tabla 5 Comparación de los parámetros ventilatorios y cardiorrespiratorios el tercer minuto de la potencia máxima tolerada
del ejercicio incremental
Parámetros
Grupo 1
Grupo 2
p
Potencia (W)
VE (l/min)
fB (resp/min)
VT (ml)
VO2 (l/min)
VO2 (ml/min/kg)
SaO2 (%)
pH arterial
Lactato (mEq/l)
FC (sı́stoles/min)
Pulso de O2 (ml/sı́stole)
Disnea (Borg)
210715
105721
38710
2,8470,52
3,1470,47
43,776,5
9771,2
7,3270,02
10,371,7
17578
17,972,6
5,170,6
148712
81,9714,8
4377,5
1,970,41
2,0470,26
27,773,3
94,272,7
7,2870,03
11,172,27
17177,6
11,971,4
8,9870,33
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,001
o 0,01
NS
o 0,001
o 0,001
o 0,001
fB: frecuencia ventilatoria; FC: frecuencia cardı́aca; Grupo 1: sujetos sanos; Grupo 2: sujetos con disnea de esfuerzo; REO2:
equivalente respiratorio para el oxigeno (VE/VO2); RQ: cociente respiratorio (CO2/O2); VE: ventilación minuto; VO2: consumo de
oxı́geno; VT/VC: relación volumen tidal/capacidad vital; VT: volumen tidal.
Disnea, graduada con la escala de Borg. Los resultados se expresan como media7desviación estándar.
aparecı́a la disnea de esfuerzo en los sujetos control, y a
continuación aumentaba regularmente con el aumento del
nivel del ejercicio incremental (tablas 3–5). La diferencia
del grado de disnea entre ambos grupos fue estadı́sticamente significativa (po0,001) en todos los peldaños del
ejercicio incremental; los sujetos con disnea de esfuerzo
fueron los que presentaron valores más elevados.
Discusión
En los fumadores con disnea de esfuerzo, ésta era
importante ya desde el primer peldaño del ejercicio y
aumentaba sensiblemente en los peldaños superiores hasta
cifras exageradamente elevadas al nivel máximo. Simultáneamente se observó un importante aumento de la
ventilación, con deterioro del patrón ventilatorio durante
el ejercicio, asincronı́as ventilatorias y una importante
disminución de la capacidad de ejercicio en potencia y
resistencia. A pesar de que los sujetos con disnea de
esfuerzo presentaron datos espirométricos satisfactorios,
otros parámetros clı́nicos y funcionales mostraron deterioro
funcional (tablas 3 y 4). Este aparente contraste no es
excepcional en la literatura, puesto que los parámetros en
reposo no pueden predecir la magnitud de las anomalı́as
relacionadas con el intercambio gaseoso y la respuesta de
los gases en sangre arterial inducida por el ejercicio1,3,5.
Ası́ pues, parece que dos son los signos que pueden ser
parámetros fiables de diagnóstico precoz de la insuficiencia
respiratoria observada: en primer lugar, la disnea de
esfuerzo, el sı́ntoma más común que sienten subjetivamente
los sujetos con disnea de esfuerzo y los pacientes con
enfermedad pulmonar o cardı́aca1,3,5,6 durante las actividades de la vida diaria (AVD) y durante el ejercicio, y segundo,
el patrón ventilatorio anormal de la respiración. A esto
viene a añadirse la asincronı́a toracoabdominal, con
participación de los músculos accesorios de la respiración,
que aumentan el metabolismo corporal16 y la disminución de
la PaO2. Estas alteraciones conducen al desacondicionamiento de los músculos periféricos y músculos respiratorios,
y este conjunto de disfunciones aumenta la disnea de
esfuerzo.
Disnea de esfuerzo como signo patológico precoz de
la respiración disfuncional
Se ha señalado que la sensación de disnea se produce por un
desequilibrio entre la intensidad generada por el centro
respiratorio motor, vinculado a la demanda respiratoria17 y
un inhibidor periférico de la información aferente por los
mecanorreceptores de la pared torácica, estimulada por los
desplazamientos torácicos17–19. En efecto, varios experimentos demuestran que el movimiento18 o incluso las
vibraciones del tórax20 reducen la disnea.
Movimientos paradójicos de los músculos
respiratorios
La asincronı́a muscular observada en los sujetos con disnea
de esfuerzo, que se debe a la descoordinación de los
compartimentos torácico y abdominal23, se ha estudiado
bastante bien cuando la participación de los músculos
accesorios de la ventilación disminuye por el ejercicio de
las extremidades superiores21. Muchos pacientes con EPOC
tienen disnea cuando trabajan con las extremidades
superiores manteniendo los brazos en alto, como cuando
se peinan, se lavan los dientes o se afeitan. En estas
condiciones, una parte de la actividad de los músculos
accesorios se pierde y éstos no contribuyen a la ventilación y
el centro neurológico respiratorio aumenta las demandas y
contribuye a empeorar la disnea20–23.
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Disnea de esfuerzo, deterioro del patrón ventilatorio y mala tolerancia al ejercicio
El test de ejercicio es una buena herramienta
diagnóstica
El ejercicio hace hincapié en el transporte de oxı́geno e
induce una mayor respuesta de las estimulaciones del centro
respiratorio ventilatoria y metabólica1,3–5. Por lo tanto,
puede estimular la disnea y se puede utilizarlo para facilitar
el diagnóstico de deterioro del sistema pulmonar antes de
que aparezcan anomalı́as espirométricas3–5. Las manifestaciones de intolerancia al ejercicio y disnea de esfuerzo en
los pacientes con EPOC no han mostrado correlación con los
datos espirométricos en reposo (capacidad vital, FEV1 o
MVV)1,3,6. Además, Oga et al3, en un estudio llevado a cabo
durante 5 años, demostraron que la disnea durante el
ejercicio era el mejor indicador de supervivencia a 5 años en
enfermos con EPOC y que el deterioro de la capacidad de
ejercicio era más precoz que el de las vı́as aéreas
obstructivas moderada o severa en esos pacientes. Recientemente, se han comparado a pacientes con EPOC de poco
deterioro espirográfico con sujetos sanos24; se observó que
el consumo máximo de O2 y el Wmáx estaban reducidos,
significativamente, más del 20% y que la disnea de esfuerzo
fue superior para un mismo nivel de ejercicio y de
ventilación. Comparado con el grupo control, el grupo con
EPOC tenı́a evidencia de una extensa disfunción de las
pequeñas vı́as aéreas, con aumento de las demandas
ventilatorias durante el ejercicio, sobre la base de una
mayor anomalı́a de ventilación/perfusión y de variaciones
del volumen pulmonar de fin de expiración (EELV)24.
El desacondicionamiento de los músculos periféricos y
respiratorios produce una disminución de la fuerza y la
resistencia muscular de las extremidades inferiores (con
_ 2 y W máximos), ası́ como de los
reducción de V_ E , VO
músculos respiratorios (PEmáx, PImáx, MVV en reposo y en la
cima del ejercicio). Contribuye también a la ineficiencia
motriz de los músculos del sistema respiratorio y disminución de la capacidad cardiorrespiratoria3. Por lo tanto, para
una determinada intensidad de ejercicio, la demanda
ventilatoria y, en consecuencia, del centro motor respiratorio debe ser mayor.
La asincronı́a ventilatoria, los movimientos paradójicos de
los músculos respiratorios, el aumento de la ventilación en
reposo y a 40 W (tabla 3) y las alteraciones del patrón
ventilatorio, que se interpretan como ventilación disfuncional, implican un mayor gasto energético. Midiendo el
_ 2 ), se encuentra aumentado en
metabolismo basal (VO
reposo un 40% en los cifoescolioticos y un 38% en los
pacientes con enfisema25 respecto a los sujetos sanos de
_ 2
iguales edad y caracterı́sticas fı́sicas. Este aumento de VO
26
lo han confirmado Lanigan et al . Además, en las
actividades de la vida diaria (AVD) utilizando las extremidades superiores en gestos como lavarse los dientes,
peinarse o afeitarse17 aumentan la disnea y el consumo de
O217, ya que el rendimiento muscular (relación trabajo/
consumo de O2) es mucho menor (13%) que el de las
extremidades inferiores (21%). El conjunto de estos hechos
podrı́a explicar el exagerado aumento de la disnea17,19,23.
Pero también aparecen alteraciones del patrón ventilatorio
durante esas AVD, con reducción de V_ E y VT, al mismo tiempo
que pueden aparecer apneas. Jeng et al27 han medido el
pico de O2 y el consumo de O2 durante las AVD —como estar
sentado, de pie, paseando, paseando con un peso de 2 kg y
189
subiendo dos pisos— en un grupo de pacientes con EPOC
comparado con otro de sujetos sanos. Observan que la
disnea es más importante en el grupo con EPOC. Pero cuando
se estandarizan el tiempo y la velocidad de marcha o de
subida de pisos en ambos grupos, el grupo con EPOC
consume significativamente más oxı́geno. Los sujetos con
disnea de esfuerzo de nuestro estudio también muestran un
aumento de V_ E del 23% en reposo y el 19% en el ejercicio de
40 W (tabla 3). Nuestros resultados confirman los de Jones et
al16. Incluso en reposo, los pacientes con EPOC requieren un
mayor esfuerzo para ventilar, lo que genera disnea.
Conjuntamente, como los sujetos disneicos tienen un pico
_ 2 más bajo que los sujetos sanos, la proporción de VO
_ 2
de VO
consumido en esas actividades y en el ejercicio submáximo
es mayor. Subjetivamente, este hecho les da la impresión de
hacer un trabajo más arduo o más potente, lo que agrava la
disnea. También podrı́a reflejar perturbaciones de la
circulación pulmonar que se observan en pacientes con
_ 2 y del pulso de
EPOC con reducción del pico de VO
oxı́geno5,29–31. En la insuficiencia cardı́aca congestiva, los
pacientes con serios problemas de tolerancia al ejercicio
_ 2máxo10 ml/min/kg) tienen significativamente mayores
(VO
presión capilar pulmonar y presión auricular derecha31 que
aquellos con VO2máx de 10–18 ml/min/kg. También tenı́an
menor fracción de eyección de los ventrı́culos derecho e
izquierdo. Pero sólo la presión capilar pulmonar en reposo
estaba significativamente correlacionada con la VO2máx31.
Respiración superficial y rápida durante el ejercicio
representa, en los sujetos con disnea de esfuerzo,
un signo más de ventilación disfuncional
En los sujetos con disnea de esfuerzo, el VT fue inferior al
del grupo control durante el ejercicio incremental, en todos
los niveles de potencia. Esto se suele observar en la
EPOC1,3–5. La respiración superficial rápida es una consecuencia de la ventilación ineficaz procedente de las
respuestas ventilatorias, que son reguladas para minimizar
o reducir la sensación de esfuerzo respiratorio18–20. La
reducción de VT se explica esencialmente por la reducción
de la duración inspiratoria causada por reflejos inhibidores
procedentes de los pulmones o de la pared torácica17–20. La
hiperinflación durante el ejercicio también contribuye a
reducir el VT, como demostraron O’Donnell et al28. En la
respiración a altos volúmenes pulmonares, el VT se acerca
más a la capacidad pulmonar total y acorta la longitud de
funcionamiento de los músculos inspiratorios, con lo que
impide que se generen sus presiones habituales. Además de
acortar la duración inspiratoria, la hiperinflación acelera la
respiración28. Ası́, la taquipnea origina la fracción ineficaz
de la ventilación en cada respiración (relación VD/VT
aumentada) y de la reducción de la ventilación alveolar
(V_ A =V_ E disminuida). El aumento de la ventilación en el
ejercicio de los sujetos con disnea de esfuerzo es sólo
una compensación parcial, porque la PaCO2 estaba
significativamente elevada respecto a la de los sujetos
sanos, lo que refleja una ventilación alveolar inapropiada17.
Por otra parte, los valores significativamente más bajos
de PaO2 observados en el grupo 2 también indican
deterioro ventilatorio precoz (de ambas presiones parciales
arteriales).
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190
M. Giménez et al
Limitaciones
Puesto que sólo se seleccionó a varones, nuestros resultados
no pueden extrapolarse automáticamente a las mujeres.
Otra es no haber utilizado ecocardiografı́a u otro tipo de
examenes cardı́acos para eliminar objetivamente la insuficiencia cardı́aca ni medidas de EELV durante el ejercicio, o
de difusión pulmonar en reposo, para comprender mejor la
limitación ventilatoria. Sin embargo, la capacidad de
difusión de CO en reposo es un predictor especı́fico pero
insensible a las anomalı́as de los intercambios gaseosos
durante el ejercicio30: el tipo y el grado de anormalidad de
los intercambios gaseosos no pueden ser predichos por la
capacidad de difusión30. Ası́, a pesar de la normalidad de la
espirografı́a y en consecuencia la transferenica de CO30, la
determinación de los gases en sangre arterial se debe hacer
durante el ejercicio30. En consecuencia, en individuos con
hábito tabáquico y disnea de esfuerzo, indudablemente hay
que plantearse otro tipo de estudios que la simple
espirografı́a para detectar precozmente la insuficiencia
respiratoria y poder corregir los problemas de la musculatura respiratoria. Estas alteraciones son susceptibles de
fisioterapia32,34 y entrenamiento muscular33,34, favorables
en estos pacientes, que podrı́an obtener resultados subjetivos y sociales y beneficios económicos35.
Conclusiones
Sujetos aparentemente sanos cuya espirografı́a es normal
presentan disnea de esfuerzo junto con una combinacion de
efectos adversos durante el ejercicio (aumento de la
demanda ventilatoria central, importantes alteraciones del
patrón ventilatorio, con hipoventilación alveolar e importante reducción de los niveles máximos de ejercicio). Tales
alteraciones frecuentemente no son exploradas, pero se
podrı́a corregirlas con una elaborada fisioterapia y entrenamiento muscular.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Agradecimientos
19.
Agradecemos a los profesores Claude Saunier y Julio Marin
por su asistencia técnica, y la colaboracion del Dr. Fréderic
Gimenez por sus asistencia técnica, y a Marı́a del Carmen
Lareo y Belinda Lorenzo por su participacion en las pruebas
de ejercicio muscular.
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