Resumen
Antecedentes
Los efectos de la exposición prolongada al humo del cigarrillo sobre la fisiología pulmonar y cómo esos efectos conducen a una reducción de la capacidad de ejercicio no están bien establecidos.
Métodos
Analizamos retrospectivamente los datos de espirometría, transferencia de gas en una sola respiración (DLCO), fuerza muscular periférica y capacidad máxima de ejercicio en pacientes remitidos al Centro Médico de la Universidad McMaster para pruebas de ejercicio cardiopulmonar entre 2000 y 2012.
Resultados
29.441 sujetos se sometieron a CPET y tenían antecedentes de tabaquismo registrados (58 % hombres, edad media 51,1 años (DE ± 19,6), IMC 27,4 kg/m2(±5,8)). 7.081 (24%) eran fumadores actuales o ex fumadores y se dividieron en 4 categorías por paquetes-año (media ± DE): <10 (5,8 ± 3,3), 10–20 (17,1 ± 2,9), 20–30 (27,1 ± 2,8) , 30-40 (37,3±2,8) y >40 (53,9±12,8). Los pacientes con mayor exposición al humo del cigarrillo tuvieron tasas de flujo espiratorio (FEV1, FEF50, FEF75, PEFR), DLCO y producción de potencia máxima (MPO) más bajas durante el ejercicio. No hubo asociación entre la exposición al humo y la fuerza muscular. El modelado de la producción de MPO (kpm/min) en función de variables demográficas y fisiológicas mostró que los datos se explican bien por la fuerza muscular (kg), FEV1 (L) y DLCO (mmHg/min/mL) en magnitud similar (MPO = 42,7*Cuádruples0,34*VEF10,34 *DLCO0,43; r = 0,84).
Conclusiones
La exposición prolongada al humo del cigarrillo se asocia con un estrechamiento de las vías respiratorias pequeñas y una capacidad de difusión deteriorada, pero no con debilidad de los músculos periféricos. Los efectos del tabaquismo, la edad y el sexo sobre la producción de potencia máxima están mediados por reducciones en el FEV1, la fuerza muscular y la DLCO. La capacidad de ejercicio de los fumadores puede beneficiarse de terapias dirigidas a las 3 variables.
Introducción
La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una de las causas más comunes de ingresos hospitalarios (1, 2) y una de las principales causas de muerte en todo el mundo (3–6). No existe cura para la EPOC y las exacerbaciones agudas provocan ingresos hospitalarios y contribuyen de manera importante a los gastos de atención médica (7–9). La frecuencia de las exacerbaciones y los síntomas de disnea aumenta a medida que disminuye el volumen espiratorio forzado en 1 segundo (FEV1).10–13). Los estudios de eficacia clínica y registro de fármacos que duran 12 meses a menudo muestran mejoras modestas en las exacerbaciones y una disminución del volumen espiratorio forzado en 1 segundo (FEV1) (14–18). A pesar de estas mejoras en el FEV1 y las exacerbaciones, las mejoras en la disnea y la capacidad de ejercicio son modestas (17, 19–21). Los estudios prospectivos a largo plazo sugieren que la historia natural de la enfermedad es intratable a la intervención farmacológica con corticosteroides inhalados y/o broncodilatadores (22–26) y las reducciones del riesgo absoluto son pequeñas con problemas metodológicos identificados (27, 28). Comprender el alcance total de los efectos del tabaquismo sobre la fisiología respiratoria y muscular puede proporcionar algunas ideas importantes.
La exposición al humo del cigarrillo provoca una disminución acelerada del FEV1, lo que eventualmente conduce a la obstrucción del flujo de aire (FEV1/FVC<0,7). La anomalía estructural que conduce a la obstrucción del flujo de aire y a la reducción de su velocidad incluye el enfisema, solo y junto con una variedad de células inflamatorias y moco que causan estrechamiento de las vías respiratorias pequeñas.29–32). El aumento de la tasa de disminución no se revierte completamente al dejar de fumar (33), lo que indica que incluso los pacientes con un historial mínimo de tabaquismo corren el riesgo de sufrir enfermedades respiratorias sintomáticas a largo plazo.
El deterioro de la capacidad de difusión pulmonar puede preceder a la reducción del FEV1 y se asocia con peores síntomas y peor tolerancia al ejercicio.34). Sin embargo, el FEV1 es la medición fisiológica que se realiza con más frecuencia para diagnosticar y controlar la enfermedad. Rara vez se realizan de forma rutinaria mediciones cuantitativas de la enfermedad de las vías respiratorias pequeñas y del enfisema. Se valora poco la evaluación exhaustiva de otras mediciones fisiológicas aparte del FEV1 resultante de la exposición al tabaquismo.
El objetivo de este estudio fue investigar las consecuencias del aumento de la exposición al humo del cigarrillo en una población del mundo real en las mediciones de volúmenes pulmonares y tasas de flujo, transferencia de gases, fuerza muscular, síntomas de dificultad para respirar/fatiga en las piernas y capacidad máxima de ejercicio en una bicicleta. ergómetro.
Métodos
Diseño del estudio
Realizamos un estudio retrospectivo de sujetos consecutivos remitidos para una prueba de ejercicio cardiopulmonar (CPET) al Centro Médico de la Universidad McMaster en Ontario, Canadá, entre 2000 y 2012, con antecedentes de tabaquismo registrados. Las indicaciones clínicas para CPET incluyeron: (1) evaluación de la isquemia miocárdica; (2) evaluación de los síntomas relacionados con el ejercicio, particularmente fatiga por esfuerzo, disnea y dolor en el pecho; (3) detección antes del entrenamiento físico; y (4) monitorear el progreso en el rendimiento del ejercicio después del tratamiento y rehabilitación cardiorrespiratoria.
Procedimientos de estudio
Antes de la CPET, se revisó la indicación de la prueba de esfuerzo, se registró la terapia farmacológica actual, se anotó cualquier historial previo de infarto de miocardio y se cuantificó la exposición al humo del cigarrillo en paquetes de años para todos los pacientes mediante un cuestionario estandarizado. Cada paciente dio su consentimiento por escrito para realizar la prueba y para que los datos generados se utilizaran con fines de investigación y auditoría clínica. No buscamos aprobación ética adicional ya que todos los datos fueron anonimizados antes de recibirlos, los datos se presentan en forma agregada y una gran proporción de los 29,441 sujetos murieron o abandonaron el área.
Antes de la CPET, se midieron la espirometría (FEV1, FVC, PEFR, FEF 50 FEF 75 y PIFR), DLCO en una sola respiración (DLCO, VA y KCO), gases en sangre capilar arterializada, hemoglobina (Hb) y carboxihemoglobina (HbCO). con estándares ATS (35, 36). Se evaluó la fuerza de tres grupos de músculos periféricos durante el remo sentado, el press sentado (press de banca) y la extensión de rodilla (cuádriceps). Las mediciones se realizaron después de contracciones voluntarias máximas contra la resistencia hidráulica (Hydrafitness Industries, Belton, TX). La presión inspiratoria y espiratoria máxima (MIP, MEP) se midieron durante un esfuerzo volitivo máximo contra una vía aérea ocluida en el volumen pulmonar residual y la capacidad pulmonar total. El retroceso elástico de los pulmones y la pared torácica contribuyó a las presiones generadas. El cierre glótico fue impedido por una pequeña fuga en el sistema.
La CPET se realizó bajo supervisión médica utilizando un cicloergómetro con freno eléctrico (Siemens Elema 370; Siemens, Solna, Suecia) con monitorización electrocardiográfica. Se siguieron procedimientos operativos estándar, incluido el uso de criterios definidos para detener, como arritmias cardíacas graves, hipotensión y cambios electrocardiográficos, aunque rara vez fue necesario finalizar la prueba. Antes del ejercicio, mientras estaban sentados cómodamente en el cicloergómetro, los sujetos mantuvieron la respiración corriente durante 1 minuto y se midió el consumo de oxígeno en reposo. Luego, los sujetos pedalearon a 60 rpm con una producción de potencia inicial de 100 kpm/min, y la producción de potencia se incrementó sucesivamente en 100 kpm/min cada minuto.
Durante el ejercicio, el consumo de oxígeno (VO2), la producción de dióxido de carbono (VCO2), el cociente respiratorio (RQ), la frecuencia cardíaca (FC), la presión arterial (PA), el electrocardiograma (ECG), la ventilación (VE), el volumen tidal (VT), La frecuencia respiratoria (RR), el dióxido de carbono espirado final y espirado mixto (PetCO2, PeCO2) y la saturación de oxígeno (SaO2) se midieron cada minuto después de cada aumento en la producción de potencia hasta que los síntomas limitaron la capacidad.
La producción de potencia máxima se definió como la producción de potencia más alta mantenida durante al menos 30 segundos. Durante el ejercicio, se pidió a los sujetos que estimaran la intensidad del esfuerzo de las piernas, la intensidad del esfuerzo y la incomodidad requerida para respirar y la intensidad del dolor en el pecho cada minuto haciendo coincidir su estimación subjetiva con frases descriptivas simples: apenas perceptible, muy leve, leve. , moderado, algo severo, severo, muy severo, casi máximo y máximo. Las frases se asignaron a números del 0 al 10 para permitir el análisis cuantitativo (escala de Borg modificada) (13).
Análisis estadístico
Los datos demográficos de la cohorte se resumieron utilizando medias y desviación estándar (DE). La exposición al humo del cigarrillo medida en paquetes-año se agrupó utilizando las categorías: nunca fumó, <10, 10-20, 20-30, 30-40 y >40 paquetes-año. La probabilidad de infarto de miocardio autoinformado y la limitación del flujo de aire medida se determinaron dividiendo el número de pacientes con cada uno de esos factores dentro de cada categoría de exposición al humo del cigarrillo por el número total de sujetos en esa categoría. Los volúmenes pulmonares y las tasas de flujo, el intercambio de gases en reposo y durante el ejercicio, la MPO y el VO2 máx se analizaron mediante ANOVA unidireccional. La intensidad percibida del esfuerzo de las piernas y la respiración (disnea) en reposo y en cada producción de potencia hasta la MPO se evaluó mediante MANOVA.
Los parámetros fisiológicos que contribuyen a la MPO se evaluaron modelando la MPO en función de la fuerza del cuádriceps, FEV1, DLCO, volumen pulmonar alveolar, KCO, edad, altura, peso, sexo y exposición al humo del cigarrillo. Se exploraron modelos de regresión lineal aditiva múltiple y interactivos no lineales utilizando las mismas variables. El gran tamaño del conjunto de datos permitió incluir la edad, la altura, el peso y el sexo en lugar de expresar medidas como el FEV1 y el volumen pulmonar alveolar como porcentaje de los valores normales previstos. Para cualquier análisis dado, se utilizaron todos los sujetos con valores medidos y se excluyeron aquellos a los que les faltaban datos. Todos los análisis se realizaron con TIBCO Statistica (Academic Package v13.2).
Resultados
En total, 29.441 sujetos se sometieron a CPET entre 2000 y 2012 y tenían antecedentes de tabaquismo registrados. La demografía de esta población se describe en Tabla 1. De los 29.441 sujetos, el 76% nunca fueron fumadores, lo que refleja la naturaleza de las derivaciones a nuestro centro, que evalúa de forma rutinaria a pacientes con cardiopatías congénitas, fibrosis quística y otras afecciones no relacionadas con el tabaquismo. Un aumento en el número de paquetes-año fumados se asoció con un aumento en la edad, una mayor proporción de hombres y una reducción en la producción de potencia máxima.
Efecto del tabaquismo sobre la probabilidad de infarto de miocardio y limitación del flujo aéreo
La probabilidad de una historia autoinformada de infarto de miocardio y limitación del flujo de aire medida se muestra en Higo 1. La proporción de pacientes que informaron antecedentes de infarto de miocardio aumentó con el aumento de la exposición al humo del cigarrillo de <10 a 20 a 30 paquetes-año, después de lo cual la proporción de pacientes permaneció similar. De manera similar, hubo un aumento en la proporción de sujetos con limitación del flujo de aire al aumentar la exposición al humo del cigarrillo. En la categoría de >40 paquetes-año, sólo el 38,9% (IC del 95%: 35,1, 42,7) de los pacientes no tenían antecedentes de infarto de miocardio ni limitación medida del flujo aéreo.
La probabilidad de que un sujeto informe antecedentes de infarto de miocardio y haya medido la limitación del flujo de aire se representa mediante la línea violeta; la línea roja representa la probabilidad de informar un infarto de miocardio con o sin limitación del flujo de aire medida; y la línea verde representa la probabilidad de limitación del flujo aéreo medida con o sin antecedentes de infarto de miocardio.
Efecto del tabaquismo sobre el volumen pulmonar y las tasas de flujo.
El aumento de la exposición al humo del cigarrillo se asoció con una disminución en proporciones variables de los volúmenes pulmonares y las tasas de flujo inspiratorio y espiratorio (Higo 2). El volumen alveolar comunicante (VA) se mantuvo relativamente constante con una mayor exposición al humo, pero la capacidad vital (VC) disminuyó significativamente. La AV media disminuyó un 6% de 5,2 L (5,1, 5,2) a 4,9 L (4,8, 4,9), mientras que…
