Entrenamiento selectivo de los músculos respiratorios en pacientes con insuficiencia cardíaca crónica Selective training of respiratory muscles in patients with chronic heart failure Alejandro Martínez S, Carmen Lisboa B, Jorge Jalil M, Víctor Muñoz D, Orlando Díaz P, Pablo Casanegra P, Ramón Corbalán H, Ana María Vásquez C1, Alicia Leiva G1

Background: Patients with chronic heart failure have a lower inspiratory muscle strength and fatigue endurance. Aim: To assess the effects of selective training of respiratory muscles in patients with heart failure. Patients and methods: Twenty patients with stable chronic heart failure, aged 58.3 ± 3 years with an ejection fraction of 28 ± 9%, were subjected to respiratory muscle training with threshold valves. The load was fixed in 30% of maximal inspiratory pressure (PImax) in 11 and in 10% of PImax in nine. Two sessions of 15 minutes, 6 days per week, during 6 weeks were done. Degree of dyspnea (Mahler score), maximal oxygen uptake, distance walked in 6 minutes, respiratory muscle function and left ventricular ejection fraction were measured before and after training. Results: Both training loads were associated to an improvement in dyspnea (+2.7 ± 1.8 and +2.8 ± 1.8 score points with 30% Plmax and 10% PImax respectively), maximal oxygen uptake (from 19 ± 3 to 21.6 ± 5 and from 16 ± 5 to 18.6 ± 7 ml/kg/min with 30% PImax and 10% PImax respectively, p< 0.05), PImax (from 78 ± 22 to 99 ± 22 and from 72 ± 34 to 82.3 cm H20 with 30% Plmax and 10% PImax respectively), sustained PImax (from 63 ± 18 to 90 ± 22 and from 58 ± 3 to 69 ± 3 cm H20 with 30% PImax and 10% PImax respectively), and maximal sustained load (from 120 ± 67 to 195 ± 47 and from 139 ± 120 to 192 ± 154 g with 30% PImax and 10% PImax respectively). The distance walked in 6 min only increased in subjects trained at 30% PImax (from 451 ± 78 to 486 ± 68 m). Conclusions: Selective training of respiratory muscles results in a functional improvement of patients with chronic heart failure. (Rev Med Chile 2001; 129: 133-39).
(Key-words: Heart failure, congestive; Rehabilitation; Respiratory function tests; Respiratory muscles).

Recibido el 10 de mayo, 2000. Aceptado en versión corregida el 19 de diciembre, 2000.
Trabajo financiado por Proyecto Fondecyt # 1961061
Departamentos de Enfermedades Cardiovasculares y Respiratorias. Pontificia
Universidad Católica de Chile.
¹Enfermera universitaria.

La fatigabilidad y la disnea son los síntomas predominantes que limitan la capacidad funcional de los pacientes con insuficiencia cardíaca crónica (ICC). En el pasado estos síntomas se atribuyeron exclusivamente a las alteraciones hemodinámicas secundarias a la falla cardíaca, pero en la actualidad se reconocen mecanismos periféricos en su génesis¹. Entre estos mecanismos se ha descrito alteraciones intrínsecas de los músculos esqueléticos, los que presentan disminución de su potencia y resistencia a la fatiga, asociado a cambios estructurales y metabólicos². Aunque la causa íntima de las alteraciones musculares se desconoce, se ha establecido su significado clínico con la demostración de una alta correlación entre los síntomas y la magnitud de los defectos musculares³ y con los resultados benéficos que se obtiene con el entrenamiento.

Es así como distintos protocolos de entrenamiento físico, en pacientes con ICC, han demostrado cambios bioquímicos e histológicos favorables en los músculos esqueléticos^4,5, asociados a aumento del consumo de oxígeno máximo^6-8, disminución de la actividad simpática^6,9 y mejoría de la función endotelial¹⁰ y de la calidad de vida. Sin embargo, a pesar de los buenos resultados, los programas de entrenamiento físico se mantienen restringidos a algunos centros especializados, porque implementar unidades equipadas y con personal capacitado para un entrenamiento físico seguro es complejo y costoso.

En los pacientes con ICC los músculos respiratorios también presentan disminución de su fuerza junto a menor resistencia a la fatiga, alteraciones que se correlacionan con la magnitud de la disnea¹¹. Como la disnea es un síntoma limitante habitual en estos pacientes, el entrenamiento selectivo de los músculos inspiratorios (EMI), que es fácil de implementar, podría resultar en alivio funcional. Hasta el momento, existen escasos estudios realizados en grupos pequeños de pacientes con ICC^12-14 y sus resultados no son concordantes. Por este motivo y apoyados por los efectos clínicos favorables que en nuestra institución se ha obtenido con el EMI en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica^15,16, evaluamos los efectos del mismo protocolo de entrenamiento en pacientes con ICC.

MATERIAL Y MÉTODO

Pacientes: Estudiamos 20 pacientes con ICC, 16 hombres y 4 mujeres, cuya edad promedio era 58±13 años y la fracción de eyección del ventrículo izquierdo 28±9%. Siete pacientes estaban en capacidad funcional (CF) II y 13 en CF III. La etiología de la ICC era isquémica en 14 e idiopática en 6. Todos recibían diuréticos e inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina y permanecían estables por al menos dos meses previo a su inclusión. Ninguno tenía enfermedades concomitantes ni angina o arritmias que limitaran su rendimiento físico.

Antes del inicio del EMI, se caracterizó la población con ECG, espirometría, y determinaciones de perfil bioquímico, creatinina y electrolitos plasmáticos. De acuerdo a la evaluación clínica y al resultado de estos exámenes, se ajustaron las dosis de los medicamentos para obtener el máximo rendimiento en la evaluación basal. Esta evaluación se realizó después de un mínimo de 2 semanas sin cambios de medicamentos.

En forma aleatoria los pacientes se asignaron a EMI con dos cargas diferentes. Las características basales se muestran en la Tabla 1.

Entrenamiento de los músculos inspiratorios: El EMI se realizó en base a respiración contra carga utilizando una válvula umbral de entrenamiento (Healthscan Products Inc., NJ, USA), que asegura el mantenimiento de la carga cualquiera sea el patrón respiratorio empleado. Once pacientes utilizaron una carga de 30% de la PImax y los otros 9 la carga mínima de la válvula umbral, que equivale a ±10% de la PImax.

El entrenamiento se realizó en el domicilio del enfermo, instruyendo a los pacientes para realizar dos sesiones diarias de 15 min cada una, durante 6 días a la semana, por 6 semanas. Los pacientes fueron controlados en el hospital una vez por semana. En cada control se midió la PImax para adecuar la carga y supervisar el método de entrenamiento.

Evaluación: Previo y posterior al período de entrenamiento se midieron los siguientes parámetros:

Disnea: La intensidad de la disnea se evaluó utilizando la escala de Mahler y cols¹⁷. En esta escala se otorga un puntaje de 0 (severa) a 4 puntos (normal) en tres categorías: compromiso funcional, magnitud de la tarea que provoca disnea y magnitud del esfuerzo que provoca disnea. Los cambios se midieron con el índice de transición de la disnea que se obtiene graduando la variación en cada categoría desde -3 (mayor deterioro) a +3 (mayor mejoría).

Capacidad funcional: Mediante una prueba de esfuerzo (Naughton) y empleando una unidad de evaluación cardiopulmonar en ejercicio Quinton Q-PlexI¹⁸, se midió el consumo de oxígeno máximo (VO₂max) y la pendiente de la relación volumen espirado/eliminación de CO₂ (VE/VCO₂) durante todo el esfuerzo. Se determinó además la distancia que los pacientes podían recorrer caminando en corredor durante 6 min (DR6).

Función de los músculos inspiratorios: Se evaluó la fuerza muscular y la resistencia a la fatiga. La fuerza muscular se determinó con la medición de la presión inspiratoria máxima (PImax), y la resistencia a la fatiga a través de la máxima presión inspiratoria sostenible (PIMS) y la carga máxima sostenible durante respiración contra carga (CMS)^15,16. La PImax se midió durante esfuerzos inspiratorios máximos con transductor Validyne conectado a una pieza bucal. Las determinaciones se hicieron con la vía aérea semiocluida para mantener la glotis abierta y evitar el uso de músculos buccinadores. La PIMS se determinó midiendo la máxima presión inspiratoria que el sujeto podía generar durante 2 min respirando contra una carga y la CMS correspondió a la carga externa máxima que podía mantener durante ese lapso.

Todas estas mediciones se hicieron después de haber obtenido familiaridad del paciente con la técnica y para el resultado se consideró el valor más alto de al menos 5 maniobras técnicamente satisfactorias.

Evaluación cardiovascular: Se midió la función ventricular con la determinación de la fracción de eyección radioisotópica. El grado de congestión pulmonar y sistémica mediante estudio radiográfico de tórax, gases arteriales y enzimas hepáticas. Como índices indirectos de perfusión tisular se midieron creatininemia, ácido úrico y ácido láctico arterial. Para la evaluación neurohumoral se determinaron los niveles plasmáticos de noradrenalina en reposo.

Análisis estadístico: Los cambios en los parámetros medidos antes y después del EMI, se analizaron por separado de acuerdo al tipo de protocolo utilizado, y se compararon mediante prueba de t-student o chi cuadrado según correspondiera. También se compararon las diferencias entre los grupos. Los parámetros que cambiaron significativamente se correlacionaron entre sí y con las mediciones basales mediante análisis de correlación de Pearson.

RESULTADOS

Disnea: El EMI se asoció a mejoría significativa de la disnea en ambos grupos de pacientes. Después de 6 semanas el índice de transición de Mahler fue +2,7±1,8 puntos en los entrenados con una carga de 30%, y de +2,8±1,8 puntos en los entrenados con una carga de 10% de la PImax. Esto significa que después de EMI los pacientes pudieron: 1) reasumir alguna actividad que habían abandonado por disnea; y 2) realizar esfuerzos mayores y más rápidos sin disnea.

Capacidad funcional: El VO2max mejoró significativamente con ambos protocolos de EMI. En los entrenados con carga de 30% de la PImax el VO2max subió desde 19±3 a 21,6±5 ml/Kg/min, p<0,05, y en los entrenados con carga de 10% de la PImax subió desde 16±5 a 18,6±7 ml/Kg/min, p<0,05. La distancia recorrida en 6 min, en cambio, mejoró significativamente sólo entre los pacientes entrenados con carga de 30% de la Pimax, quienes aumentaron la DR6 desde 451±78 a 486±68 metros (p<0,05). En los pacientes entrenados con carga baja la DR6 no se modificó (430±110 a 449±102 m). Los cambios individuales del VO₂max y de la DR6, según protocolo de entrenamiento, se grafican en la Figura 1.

FIGURA 1. Valores individuales del V02max y distancia caminada en 6’, antes y después del entrenamiento, según carga utilizada.

Con ninguno de los protocolos de EMI se observaron cambios en la respuesta ventilatoria frente al ejercicio evaluada por la pendiente de la relación VE/VCO₂.

Función de los músculos inspiratorios: En los pacientes entrenados con carga de 30% de la PImax se observó un aumento tanto de la fuerza muscular como de la resistencia a la fatiga de los músculos inspiratorios. En estos pacientes la PImax aumentó desde 78±22 a 99±22 cmH₂O (p<0,01), la PIMS desde 63±18 a 90±22 cmH₂O (p<0,01) y la CMS desde 120±67 a 195±47 grs (p<0,01). En los entrenados con carga baja los cambios fueron comparativamente menores (p<0,05), pero también alcanzaron significación. En ellos la PImax aumentó desde 72±34 a 82±30 cmH₂O (p<0,05), la PIMS desde 58±30 a 69±30 cmH₂O (p<0,05) y la CMS desde 139±120 a 192±154 g (p<0,05). Los cambios individuales de la función de los músculos respiratorios se muestran en la Figura 2.

FIGURA 2. Valores individuales de PImax, PIMS y CMS previo y posterior al entrenamiento, según carga utilizada.

El incremento en la distancia caminada en 6’, que experimentaron los pacientes de ambos grupos, se correlacionó con los cambios de la PImax (r=0,66, p<0,01) y de la PIMs (r=0,588, p<0,05). El aumento del VO₂max, en cambio, no se correlacionó con la mejoría de la función de los músculos respiratorios.

Con ninguno de los protocolos de entrenamiento se demostraron cambios en la función ventricular, índices de congestión, índices de perfusión o actividad neurohumoral.

DISCUSIÓN

El hallazgo más importante de este estudio es que el EMI en pacientes con ICC se asocia a una mejoría significativa de la función de los músculos inspiratorios, disminución de la disnea y aumento de la capacidad funcional. Estos resultados son similares a los comunicados previamente en otros dos estudios^12,14

El mecanismo por el cual el EMI produce mejoría de la función de estos músculos no se ha aclarado. Las alteraciones bioquímicas identificadas en los músculos respiratorios son diferentes de las que ocurren en los músculos de las extremidades en la ICC. En los músculos de las extremidades se ha encontrado una disminución de las enzimas oxidativas, un descenso en la proporción de las fibras lentas de tipo I (oxidativas) y un aumento de las fibras rápidas de tipo II (glicolíticas)¹⁹. Estas alteraciones son similares a las que ocurren con el sedentarismo, siendo el desuso uno de sus mecanismos responsables, y mejoran significativamente con el entrenamiento⁷. Los músculos respiratorios en la ICC, en cambio, tienen un aumento del trabajo²⁰ y sus características histoquímicas identificadas son inversas. En pacientes candidatos a transplante cardíaco, Tikunov y cols observaron en estos músculos un aumento de las enzimas oxidativas, disminución de las enzimas glicolíticas y una mayor proporción de fibras de tipo I con una disminución de las fibras rápidas de tipo II²¹. Hay que destacar, sin embargo, que estos hallazgos corresponden a pacientes con ICC muy grave, con un VO₂max extremadamente bajo, por lo que no pueden ser extrapolables a los pacientes del presente estudio.

Dado que en los pacientes con ICC la función de los músculos inspiratorios se ha identificado como uno de los factores determinantes de disnea^11,22, se explica que el alivio del síntoma se asocie a la mejoría de la función de estos músculos. No es tan claro, en cambio, el mecanismo por el cuál nuestros pacientes presentaron mejoría de la capacidad funcional. En los otros programas de EMI en ICC citados^12-14 se demostró similar aumento de la DR6, que podría deberse a la disminución de la disnea, pero no fueron concordantes los cambios en el VO₂max. Sólo en el estudio de Mancini y cols¹² se observó un aumento del VO₂max semejante al de nuestros pacientes. Con programas de entrenamiento físico, en cambio, el aumento del VO₂max ha sido más consistente y se correlaciona con la mejoría de la función de los músculos de las extremidades^6-8. En nuestro estudio se demuestra que la mejoría de la función de los músculos respiratorios se correlaciona con el aumento de la distancia caminada pero no con el aumento del VO₂max. Esto se podría explicar porque a diferencia del VO₂max, la DR6 es una medición de la capacidad funcional submáxima, más relacionada con la limitación ante la actividad cotidiana de los pacientes y con poca estimulación por parte del operador²³. Por lo tanto, es probable que la disnea asociada a la disfunción de los músculos respiratorios tenga mayor influencia sobre este tipo de actividad. En relación al aumento del VO₂max, que no se correlaciona estrictamente con las evaluaciones subjetivas de severidad²⁴, se podría especular que en nuestros pacientes como en los de Mancini¹² la disminución de la disnea pudo haber resultado en mayor actividad diaria lográndose de esa manera algún grado de entrenamiento físico.

Puede restar valor a nuestros resultados el hecho de que el grupo entrenado con carga mínima también presentó una mejoría, aunque de menor cuantía, de la función de los músculos inspiratorios. Frente a esto podría plantearse que los cambios medidos en la función de estos músculos se deben a un efecto de aprendizaje. Creemos, sin embargo, que los cambios son reales porque Johnson y cols¹³ usando un protocolo de entrenamiento semejante, en 16 pacientes con ICC, observaron que la carga de 30% aumentaba la PImax en promedio 25,4 cmH₂O y con carga de 10% aumentaba 12,3 cmH₂O (cifras similares a las nuestras). Además esta respuesta se ha observado también en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica. En estos pacientes, Lisboa y cols, haciendo mediciones de la PImax semana a semana, durante EMI con cargas de 10 y 30%, demostraron un ascenso progresivo con ambas (aunque mayor en los entrenados con carga alta), en cambio la medición repetida de la PImax sin emplear cargas de entrenamiento no produjo aumento de este índice¹⁶. Asimismo Weiner y cols¹⁴, en 20 pacientes con ICC observaron mejoría de la PImax en los pacientes entrenados con carga alta y ausencia de mejoría en los que no tenían carga.

En conclusión, los resultados de este estudio muestran que el EMI en pacientes con ICC es una terapia de fácil implementación, bien tolerada y puede utilizarse como una medida complementaria, para aliviar sus síntomas.

Correspondencia a: Dr. Alejandro Martínez. Marcoleta 357. Santiago. Fono: 6863405.

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