Resumen
Introducción
La rehabilitación pulmonar, incluido el ejercicio aeróbico y el entrenamiento de fuerza, mejora la función, como los índices espirométricos, en la enfermedad pulmonar. Sin embargo, encontramos que la espirometría no se correlacionó con la actividad física (PA) en adolescentes sanos (Smith Erj: 42 (4), 2016). Para abordar si la fuerza muscular lo hizo, medimos la fuerza de empuñadura de estos adolescentes y la correlacionamos con la espirometría.
Métodos
En 1846, los alemanes no asmáticos no fumadores (edad de 15,2 años, 47% masculinas), modelamos índices espirométricos como funciones de resistencia a la empuñadura por regresión lineal en cada sexo, corregidos por factores que incluyen edad, altura y masa corporal magra.
Resultados
La empuñadura promedió 35.4 (SD 7.3) kg en niños, 26.6 (4.2) en niñas. Los volúmenes y flujos espirométricos aumentaron linealmente con la empuñadura. En los niños, cada empuñadura de kg se asoció con aproximadamente 28 ml de FEV1 y FVC más grande; 60 ml/seg PEF más rápido; y 38 ml/seg FEF2575 más rápido. Los efectos fueron 10-30% más pequeños en niñas (todas P <0.0001) y estables cuando se modelaron los puntajes Z para la espirometría y el agarre, después de una mayor corrección para el medio ambiente y/u otras exposiciones, y consistentes en las etapas de la pubertad.
Conclusiones
La fuerza de agarre se asoció con la espirometría en una cohorte de adolescentes sanos cuyo PA no lo estaba. Por lo tanto, la investigación sobre la relación de PA con la función pulmonar debe considerar la fuerza y el PA total. El entrenamiento de fuerza puede beneficiar a los pulmones sanos; Se necesitan intervenciones para probar la causalidad.
Introducción
Se ha informado que la actividad física (PA) protege contra las enfermedades crónicas, como la enfermedad cardiovascular, la obesidad y la resistencia a la insulina ((1) a través de la vida útil. Los beneficios pulmonares parecen ser heterogéneos: PA es parte de la rehabilitación pulmonar para la enfermedad pulmonar ((2) y los niveles de PA más altos están asociados con un mejor funcionamiento en la enfermedad pulmonar (3, 4) Pero en los jóvenes sanos, la asociación no está tan bien estudiada y a veces parece ser específica de los subgrupos (5) (6) o inexistente. (7) PA se cuantifica con mayor frecuencia como el tiempo dedicado a una actividad moderada o vigorosa (8) (9) con menos prioridad dada al entrenamiento de resistencia a la construcción muscular.10) Sin embargo, la fuerza muscular puede ser independientemente importante.
Las intervenciones de construcción muscular tan cortas como unas pocas semanas pueden aumentar los niveles de hormona de crecimiento y testosterona (11) en adultos sanos y aumentar la densidad ósea en las mujeres envejecidas (12); y el entrenamiento de resistencia es un componente estándar de la rehabilitación pulmonar. (13) Un marcador común de la fuerza muscular general es la empuñadura (14–16) y las intervenciones que mejoran la fuerza de la parte superior del cuerpo también mejoran el agarre (17) Entonces, la empuñadura está ganando popularidad como un indicador robusto y de bajo costo de la fuerza muscular. (14–16, 18, 19) Además de ser un marcador general de buena salud en niños (18) y adultos, (20) La fuerza de agarre se asocia con una mejor función pulmonar espirométrica en algunos estudios de niños sanos (21) y adultos (22). Sin embargo, la asociación se estudia y se probó mejor para los ancianos (13, 23) y aquellos con enfermedades pulmonares obstructivas como la EPOC (13), fibrosis quística(24) y asma, (25) en el que el agarre más débil indica de manera transversal tanto presencia como severidad.
Es plausible que las relaciones positivas observadas entre PA y los índices espirométricos (3–5) puede explicarse en parte por la fuerza muscular, en lugar de o además de la actividad total. El rendimiento aeróbico de los atletas a menudo está limitado por la fatiga del músculo respiratorio (26, 27) que se puede mejorar mediante el entrenamiento muscular dirigido: inhalar o exhalar contra la resistencia fortalece los músculos involucrados en la respiración, como el diafragma, los intercostales y los abdominales. (28) Esto mejora las tasas de flujo inspiratorias y espiratorias tanto en salud (28) y enfermo (29) poblaciones. Por lo tanto, es plausible que el fortalecimiento de los músculos torácicos de otras maneras, como a través del entrenamiento de resistencia, también pueda proporcionar beneficios pulmonares en la salud, como se sabe que hace en la enfermedad ((2, 30, 31) De hecho, los índices espirométricos a menudo mejoran después de la participación en los deportes que ejercen el tórax, como la natación (32) y yoga. (33) Sin embargo, aunque la resistencia al músculo respiratorio y/o la función pulmonar a menudo se correlacionan con la resistencia al agarre (21, 23, 29) La asociación no está bien estudiada: estos estudios tienden a ser pequeños, y muchos no corrigen el tamaño o la forma del cuerpo y, por lo tanto, pueden ser confundidos por ellos. Comparaciones por pares de grupos (por ejemplo, atletas vs. no atletas, boxers vs. remeros (6)) puede ser especialmente vulnerable a tal confusión, especialmente si un grupo está fuertemente seleccionado. Además, la empuñadura se asocia de manera tan confiable con la salud que el agarre reducido puede indicar fragilidad en general, en lugar de la fuerza muscular en particular, al comparar pacientes con no pacientes. Por último, los beneficios conocidos del entrenamiento muscular dirigido en poblaciones específicas no necesariamente se traducen en una asociación entre los índices espirométricos y la fuerza muscular de la mano en adolescentes sanos.
Nuestro objetivo en este estudio fue establecer si la fuerza se asoció con una mejor función pulmonar en una cohorte saludable donde la actividad física no era ((7) y así establecer la plausibilidad de la fuerza como un impulsor directo de la espirometría mejorada en pulmones sanos. En los modelos corregidos para los factores de confusión no de interés primario y limitados a adolescentes aparentemente saludables pulmonares, investigamos la asociación entre la fuerza de la mano y los índices espirométricos.
Métodos
Población de estudio
Combinamos espirometría, exámenes físicos y cuestionarios de los 15 años de seguimiento de dos cohortes alemanas nacidas entre 1995 y 1999 y viviendo en las regiones de Munich urbano y rural Wesel, Giniplus y Lisaplus; en el que anteriormente no encontramos ninguna relación entre la espirometría y el PA acelerométrico (7) Giniplus y Lisaplus fueron aprobados por los comités de ética locales (Bavarian General Medical Council, Medical Council of North Rhine-Westphalia) y por el consentimiento informado por escrito de las familias participantes (padres o tutores). Marie Standl, [email protected] o Dr. Holger Schulz, [email protected]) y los comités de ética y la aceptación de un acuerdo de transferencia de datos del departamento legal del Helmholtz Zentrum München.
Giniplus se inició para investigar el papel de la alimentación infantil del desarrollo de alergias. Los recién nacidos con antecedentes familiares de alergia (n = 2252) se asignaron al azar en números casi iguales a la caseína de suero hidrolizado parcial o extensamente, una caseína hidrolizada ampliamente o la fórmula de la leche de vaca; El 3739 restante (el brazo de observación) no recibió fórmula de intervención. El estudio actual muestra ambos brazos de estudio, corrigiendo para la fórmula solo como un factor de confusión no de interés primario. (Ver Texto S1) Del total 5991, 3199 se volvieron a contactar a los 15 años, de las cuales 1801 completaron pruebas de mano y espirometría. Más detalles sobre el diseño del estudio, las fórmulas y el seguimiento se han publicado previamente (7, 34) y están en Texto S1.
Lisaplus es una cohorte basada en la población en las regiones de Munich, Wesel, y también en Bad Honnef y Leipzig. No se utilizó ninguna intervención, nutricional o de otro tipo. De 1812 sujetos reclutados al nacer en Munich y Wesel (la empuñadura no se probó en Bad Honnef o Leipzig), 1107 fueron seguidos a los 15 años, de las cuales 529 completaron pruebas de empuje y espirometría.
En ambos estudios, los datos sociodemográficos (educación parental, peso al nacer, lactancia materna, exposición al tabaco pre y postnatal a los 6 años, el estado puberal, el asma y el tabaquismo a los 15 años) se informaron a la encuesta inicial (4 a 6 meses) y seguimiento a 15 años. La altura, el peso, la masa corporal magra (LBM), la empuñadura y los índices espirométricos se midieron objetivamente durante el examen físico a los 15 años.
De los 2330 sujetos de Giniplus y Lisaplus que completaron la empuñadura y la espirometría a los 15 años, 1846 completaron las medidas de LBM y confirmaron que no hay asma (35) o fumar. Estos 1846 son nuestra población de estudio actual. De estos, 1574 tenían datos completos sobre factores de confusión espirométricos como exposiciones ambientales (por ejemplo, PM2.5y noincógnita), 1598 tenían datos sobre la pubertad, y 987 tenían PA acelerométrico medido y, por lo tanto, se incluyeron en los análisis de sensibilidad que corrigieron estos factores.
Protocolo espirométrico
La espirometría se realizó de acuerdo con las recomendaciones de ATS/ERS, utilizando un espirómetro de tipo neumotacógrafo (EasyOne WorldSpirometer, NDD, Zurich, Suiza) que ha demostrado una precisión de volumen de +/- 3% durante al menos cuatro años sin una no linealidad significativa. (36) Los índices se tomaron de la maniobra con la mayor suma de FEV1 y FVC (37). Se da un protocolo detallado en Texto S1. Los puntajes Z se calcularon utilizando valores de referencia de la Iniciativa Global de Pulmón 2012. (38) Debido a la fuerte intercorrelación entre los índices espirométricos dentro del sujeto, consideramos todo para los cuales los valores predijeron GLI estaban disponibles y compararon sus resultados. De particular interés fue la comparación entre el flujo espiratorio máximo (PEF), el flujo más dependiente del esfuerzo y el flujo espiratorio forzado entre el 25 y el 75% de FVC (FEF2575) como menos. También consideramos el volumen espiratorio forzado en 1 segundo (FEV1), capacidad vital forzada (FVC) y la relación FEV1/FVC como indicador de la limitación del flujo de aire.
Protocolo de fuerza de agarre
La fuerza de la empuñadura, cuantificada como el promedio de las dos pruebas mejores para cada mano de acuerdo con el protocolo en el estudio puro (20) se midió utilizando un dinamómetro TKK 5101 de TKK 5101 validado ajustado para adaptarse a la tabla handal de cada sujeto, como se detalla en el estudio de Helena. (18) Para cada mano, los sujetos recibieron instrucciones de dejar que el brazo se cuelgue, apriete el mango lo más fuerte posible y sostenga durante dos segundos; Luego libera. La fuerza de agarre se midió con una precisión de 0.1 kg. Las puntuaciones z para la resistencia a la agarre se calcularon en función de la edad del estudio de Helena (18).
Métodos estadísticos
Todos los análisis se realizaron utilizando el Sistema de Análisis Estadístico (SAS) 9.2 o 9.3. Todos los análisis fueron estratificados por el sexo. El valor p para la importancia fue de 0.05. Cada índice espirométrico se modeló como una función lineal normalmente distribuida de la resistencia a la agarre y otros factores de confusión.
Debido a que la mayoría de los índices espirométricos se correlacionan entre sí, muchos modelos serán similares. Presentamos modelos de los cuatro índices para permitir la intercomparación entre ellos y con los modelos presentados en la literatura.
La linealidad de las asociaciones se confirmó para todos los modelos mediante la comparación visual de la línea de regresión con una curva ponderada localmente (Loess) instalada en SAS, que no encontró puntos de inflexión o indicaciones de umbral o efectos de techo. La inspección de las parcelas QQ confirmó la normalidad de la fuerza de agarre en cada sexo y para todos los índices espirométricos, excepto FEV1/FVC, que estaba ligeramente sesgada: sin embargo, las asociaciones que encontramos aún estaban cerca de lineal.
Para verificar la modificación del efecto, se ajustaban varios modelos anidados. Estos se describen a continuación: los factores de confusión se describen y definen en Texto S1.
Modelo básico.
Los análisis preliminares mostraron que, además de la edad, el sexo y la altura, la espirometría estaba fuertemente asociada con el tamaño del marco del cuerpo indicado como peso, índice de masa corporal (IMC) o masa corporal magra (LBM) medida por la impedancia bioeléctrica. LBM fue elegido como el mejor indicador único. Por lo tanto, todos los modelos se corrigen para LBM además de los efectos específicos de la cohorte (intervención nutricional y centro de estudio Munich vs. Wesel), así como la edad y la altura para los modelos que usan valores sin procesar en lugar de puntajes Z.
Correlatos de la función pulmonar.
Este modelo también corregió para los correlatos de la salud pulmonar que se incluyeron cuando encontramos que la espirometría no estaba asociada con la actividad física ((7) Estos fueron educación parental, IMC, peso al nacer, duración de la lactancia materna, exposición previa y postnatal de tabaco y contaminación del aire (exposición anual a PM2.5 y noincógnita.)
