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Titulo: Evaluación de la tolerancia al ejercicio en pacientes obeso con soporte ventilatorio no invasivo Autor: Claudio Eduardo Báez Rojas Tutor: Luis Javier Chirosa Ríos Programa: Ciencias de la Actividad Física y el Deporte: Actividad Física y Calidad de Vida 1

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Titulo: Evaluación de la tolerancia al ejercicio en pacientes obeso con soporte ventilatorio no invasivo

Autor: Claudio Eduardo Báez Rojas

Tutor: Luis Javier Chirosa Ríos

Programa: Ciencias de la Actividad Física y el Deporte: Actividad Física y Calidad de Vida

Fecha: Junio de 2008

1

Resumen

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Índice

3

Planteamiento del Problema

En los últimos años hemos observado un impresionante incremento en

el uso de la Ventilación No Invasiva (VMNI) mediante presión positiva a través

de mascarillas faciales. (Rodriguez, 2004).

Según el consenso de la American Thoracic Society, 2001, la VMNI es

definida como “una modalidad de soporte ventilatorio aplicado sin el uso de

tubo endotraqueal”, es decir que no invade la vía aérea del paciente.

En la década de los años 90 se impulsan nuevas formas de tratamiento

para la insuficiencia respiratoria aguda como es la Ventilación Mecánica No

Invasiva con presión positiva, siendo utilizada por primera vez en 1912 por

Bunell, quien utilizó el modo CPAP (presión positiva continua en la vía aérea)

para tratar la insuficiencia respiratoria aguda después de realizar

intervenciones quirúrgicas de tórax. Barach, en 1930, la utilizó para tratar a

pacientes con edema agudo de pulmón de origen cardíaco, y poco después se

utilizó con los pilotos de vuelos a gran altura, en el transcurso de la Segunda

Guerra Mundial. La VMNI tiene en su desarrollo diferentes matices influyendo

aspectos demográficos, económicos y sanitarios, surgiendo una serie de

diseños de ventiladores e interfases cada vez más confortables para el manejo

no invasivo con sus ventajas e indicaciones.

Los objetivos del tratamiento de la VMNI, dependen de las alteraciones

fisiopatológicas, como son el grado de hipoxemia, hipercapnia, fatiga muscular,

debilidad y agotamiento subyacente combinado en grado variable, que

determinan las alteraciones observadas en la insuficiencia respiratoria, la

misma entonces producirá los siguientes efectos sobre el aparato respiratorio:

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a. Reducción de la Frecuencia Respiratoria (FR) con aumento del volumen

tidal.

b. Mejoría de los índices de trabajo de los músculos respiratorios.

c. Mejoría de los signos de fatiga muscular.

d. Aumento de la Ventilación alveolar.

e. Mejoría de la relación Ventilación / Perfusión.

f. Aumento del volumen pulmonar inspirado.

g. Mejoría de la calidad de vida.

h. Mejoría de las alteraciones del sueño.

i. Mejoría del intercambio de gases.

j. Mejoría del síntoma disnea.

Existe mucha evidencia sobre problemas respiratorios tratados con

VMNI, Mehta & Hill, 2001 realizan una clasificación de las patologías según su

diagnóstico que son tratadas con esta modalidad (tabla Nº1), pero poca

información sobre las consecuencias clínicas que estos efectos producen en

nuestros sistemas en personas sin patologías que simplemente están

desacondicionadas. Según los efectos de la VMNI en el sistema respiratorio

existe una relación directa de sus efectos sobre la fatiga de los músculos

respiratorios, la ventilación, la frecuencia respiratoria etc. pero estas

modificaciones influyen sobre la tolerancia al esfuerzo objetivaba a través de

una menor frecuencia cardiaca para una misma carga de trabajo.

Buscar resumen de evidencias?

5

(Tabla Nº1) Tipos de Falla respiratoria aguda Tratada con Ventilación Mecánica No Innasiva (Mehta & Hill, 2001)Diagnóstico para falla respiratoria AgudaObstructivo

EPOCAsmaFibrosis QuísticaObstrucción de la vía aérea superior

RestrictivoDeformidad de la pared torácicaEnfermedad NeuromuscularHipoventilación por obesidad

ParénquimaSIDA relacionado a NeumoníaSíndrome de distres respiratorioNeumonía Infecciosa

CardiogénicaEdema pulmonar Agudo*

* CPAP modo de elección considerado en ventilación inicial.

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(American Thoracic Society, 2001)

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Mecánica Respiratoria y VMNI

La bomba ventilatoria responsable de instaurar el flujo aéreo está

constituida por la estructura ósea del tórax, los músculos torácicos y

abdominales y las vías aferentes y eferentes neurales. Los músculos

respiratorios tienen como función primordial la ventilación pero también

intervienen en otras acciones como las de expulsión (tos, vómito y defecación)

y la estabilización de la caja torácica y el abdomen.

El trabajo respiratorio inspiratorio es realizado principalmente por el

músculo diafragma siendo responsable del 60-70% del volumen corriente

ingresado, también intervienen en menor proporción los músculos intercostales

externos, escalenos y esternocleidomastoideo (Esquinas Rodríguez, 2006). El

diafragma está formado por un 50% de fibras tipo I, resistentes a la fatiga y un

50% de fibras tipo II , más potentes pero fatigables (25% IIa y 25% IIb).

(Rochester, 1985)

Los MR responden al incremento de carga impuesto por el ejercicio

(mayor volumen minuto) o la enfermedad (aumento de la resistencia aérea o de

la elestancia) a través de un aumento en la fuerza de contracción y de su

resistencia al esfuerzo continuo.

La resistencia del músculo es consecuencia del balance de varios

factores, por un lado el aporte de O2 determinado por el gasto cardiaco, el

contenido arterial de O2 y la vascularización local y por otro la demanda de O2

que es función tanto de la intensidad (fuerza) como de la duración de la

contracción (tiempo inspiratorio). El rendimiento final de la bomba muscular

respiratoria, como la cardiaca, depende de su contractilidad intrínseca, de la

precarga que en este caso la componen la geometría del tórax y el volumen

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Fuerza del Diafragma

PoscargaPrecarga

Volumenpulmonar

ResistenciaAl flujo aéreo

Elastancia toracopulmonar

Goemetríadel toórax

Contractilidad

pulmonar, y de una postcarga constituida por la resistencia al flujo gaseoso y la

elasticidad tóraco-pulmonar. (Fig Nº1) (Esquinas Rodríguez, 2006)

Figura Nº1. Determinantes del rendimiento de los músculos respiratorios

Fatiga diafragmática y ecuación de movimiento del sistema respiratorio

La fatiga se define como “una condición en la cual el músculo, pierde la

capacidad de generar fuerza y/o velocidad de contracción, como resultado de

un trabajo de sobrecarga, situación que es reversible con reposo”. Existen

diversas causas de fatiga:

Inhibición o aumento del impulso nervioso.

Incapacidad de transmisión del impulso nervioso.

Trastornos de acoplamiento excitación contracción.

Fuerza o duración excesiva de la contracción

Disminución del riego sanguíneo al músculo

NHLBI Workshop. Respiratory muscle fatigue: report of the respiratory muscle

fatigue workshop group. Am Rev Respir Dis 142: 474–486, 1990.

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En ejercicios de baja o moderada intensidad el sistema respiratorio

puede mantener una adecuada homeostasis de O2 y CO2, pero cuando se

realiza un ejercicio intenso, la capacidad del sistema respiratorio puede ser

superada produciendo fatiga del diafragma y músculos respiratorios, esto

ocurre debido a un aumento del trabajo muscular combinado con un aumento

en la competencia por flujo sanguíneo con los músculos de las extremidades..

Estos aspectos sugieren que la fatiga de los músculos respiratorios pueden

limitar la tolerancia al ejercicio, al reducir, como consecuencia de lo anterior, el

flujo sanguíneo de la musculatura esquelética que trabaja por un reflejo

metabólico afectando directamente capacidad resultante de fuerza muscular y

percepción de esfuerzo que determina una menor capacidad de trabajo

muscular. (Lee & Michael I., 2008)

Cualquiera sea la etiología de la fatiga del diafragma y los músculos

respiratorios, la manifestación clínica de su claudicación es la hipoventilación

alveolar y la consecuente insuficiencia respiratoria.

Efecto de la VMNI

El principal efecto de la VMNI es la descarga de los músculos

respiratorios, con lo cual su intensidad de contracción se aleja del valor crítico o

umbral de fatiga (Kabitz, y otros, 2008), en un trabajo desarrollado por Bruce D

Johnson, 1993, concluye que la fatiga diafragmática, en personas con

diferentes niveles de condición física, es causada por los requerimientos

ventilatorios impuestos durante ejercicios de resistencia intensos y que la

magnitud y probabilidad de ocurrencia de la fatiga aumenta cuando la

intensidad supera el 85% del volumen máximo de O2 (VO2 max), por lo tanto la

aplicación de la VMNI al descargar la musculatura respiratoria mejora el nivel

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funcional del diafragma y disminución de la percepción de esfuerzo, en un

estudio de Lake …. Mancebo

En individuos sanos la aplicación de presión positiva intermitente inspiratoria

(IPPV) por vía nasal redujo la actividad del diafragma de manera importante.

En eucapnia, una IPPV de 6 a 12 cm de H2O decrece al PPTdi un 50-69% y

entre un 67-85% en condiciones de hipocapnia (Esquinas Rodríguez, 2006)

Figura Nº 2. Esquema propuesto para explicar el reflejo metabólico de los músculos respiratorios. Este reflejo es iniciado por la fatiga de los músculos respiratorios, mediante las vías aferentes supraespinales que producen una vasoconstricción simpática de músculos locomotores de las extremidades, exacerbando la fatiga periférica (vía retroalimentación) de los músculos de las extremidades que trabajan e intensificando la percepción de esfuerzo, contribuyendo de esta forma a la limitación del rendimiento durante ejercicio de resistencia de alta intensidad. [Adapted from Dempsey et al. (21).]

BD, Babcock MA, Suman OE, Dempsey JA. Exercise-induced diaphragmatic fatigue in healthy humans.J Physiol Lond 1993; 460: 385–405.

11

Mador MJ, Magalang UJ, Rodis A, Kufel TJ. Diaphragmatic fatigue after exercise in healthy human subjects.Am Rev Respir Dis 1993; 148: 1571–1575.

El objetivo de mi estudio es evaluar los efectos fisiológicos que tiene la VMNI

en jóvenes con diferentes niveles de condición física para determinar si la de la

VMNI, influye en la tolerancia al esfuerzo manifestada en una menor frecuencia

cardiaca para iguales cargas de trabajo y poder indicarla a cualquier persona

que simplemente este desentrenada.

El nivel de condición física determina la capacidad de

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(American Thoracic Society, 2001)

IPS has been used for intubated patients in the process of weaning from mechanical ventilation, allowing a reduction in the work and oxygen cost of breathing [10–12].

MacIntyre NR. Respiratory function during pressure support ventilation. Chest 1986; 89: 677–683.

Bradley TD, Chartrand DA, Fitting JW, Killian KJ, Grassino A. The relation of inspiratory effort sensation of fatiguing patterns of the diaphragm. Am Rev Respir Dis 1986; 134: 1119–1124.

Ayres SM, Kozam RL, Lukas DS. The effects of intermittent positive pressure breathing on intrathoracic pres-20. sure,

pulmonary mechanics, and the work of breathing. Am Rev Respir Dis 1963; 87: 370–379.

TEST MAXIMAL DE BALKE EN CICLOERGOMETRO (1970)

(Maximal, registro de intensidad de esfuerzo, en cicloergómetro, continuo, progresivo.)

Test triangular progresivo continuo iniciado con 25W, con incrementos de 25W cada 2 min hasta alcanzar la frecuencia cardiaca máxima teórica (220-edad). Estima la capacidad aeróbica atendiendo a la siguiente ecuación:

VO2máx (ml/kg/min) = (200 + (12*W)) / Peso corporal.

En ella "W" corresponde a la carga de trabajo máxima completada en vatios , y el peso corporal se expresa en kg.

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MétodoPreguntas de investigación:

¿Es posible disminuir el consumo de O2 de la musculatura respiratoria en

jóvenes sanos sedentarios, al utilizar un dispositivo de ventilación mecánica no

invasiva durante un test de esfuerzo progresivo?

¿Aumenta la tolerancia al esfuerzo al realizar un test de esfuerzo físico con el

apoyo de ventilación mecánica no invasiva, en personas desentrenadas?

¿Existe relación entre el nivel de actividad física y el apoyo mecánico

ventilatorio?

Hipótesis

El uso de ventilación mecánica no invasiva aumenta la tolerancia al esfuerzo

en jóvenes sanos desentrenados

Objetivos:

Objetivo General:

1.- Evaluar tolerancia al esfuerzo con apoyo de un dispositivo de ventilación

mecánica no invasiva, en jóvenes universitarios según su nivel de condición

física

Objetivos Específicos:

1. Clasificar el nivel de actividad física del los jóvenes evaluados.

2. Registrar el comportamiento de la frecuencia cardiaca los jóvenes al

someterse a un test de esfuerzo progresivo con y sin apoyo de ventilación

mecánica no invasiva.

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3. Registrar saturometría de pulso de los jóvenes al someterse a un test de

esfuerzo progresivo con y sin apoyo de ventilación mecánica no invasiva.

4. Evaluar la percepción de esfuerzo de los jóvenes al realizar un test de

esfuerzo con y sin apoyo de ventilación mecánica no invasiva.

5. Determinar si existe diferencia significativa entre el comportamiento de la

frecuencia cardiaca, saturometría y percepción de esfuerzo de los jóvenes

sometidos a un test de esfuerzo incremental con y sin apoyo de ventilación

mecánica no invasiva.

Variables

Dependiente: Tolerancia al esfuerzo.

Independiente: Ventilación Mecánica No Invasiva.

Extrañas: Adaptación

Sujetos de estudio

Población: Alumnos de la Carrera de Kinesiología de la Universidad San

Sebastián de Concepción

Técnica de Muestreo: Por conveniencia

Criterios de inclusión:

Alumnos que acepten participar y firmen consentimiento informado

Criterios de exclusión:

Alumnos que posean alguna patología que limite su actividad física (alteración

osteoarticulares, metabólicas, embarazo, asma etc.)

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Instrumentos:

Cicloergómetro, marca Matrix Modelo MX-U5

Ventilador mecánico no invasivo marca RESMED modelo VPAP II

Pulsómetro marca polar modelo FS1

Saturómetro digital

Programa de análisis estadístico Stata 9

Escala de Borg modificada

Test de esfuerzo progresivo para cicloergómetro ¿?

Diseño: Cuasi experimental, carece de grupo control, el mismo grupo es

evaluado en dos ocasiones con y sin apoyo ventilatorio.

La aplicación del test incremental se realizará a los mismos sujetos, es decir,

serán evaluados dos veces una con VMNI y otra sin VMNI, la modalidad con la

que se comience será aleatoria y se ejecutarán con una semana de desfase

para evitar efectos adaptativos del ejercicio.

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Test incremental Sin VMNI

MonitorizaciónFrec. Cardiaca

BorgSaturometría

Test incremental Con VMNI

MonitorizaciónFrec. Cardiaca

BorgSaturometría

ResultadosDiscusiónConclusionesBibliografía

1.- Rodríguez A. (2004). Revisión Ventilación Mecánica No Invasiva. Revista de Medicina Interna y Medicina Crítica. Consultado en abril 27, 2009 en http://www.medicrit.com.

2.- Blanca Gutiérrez JJ, Muñoz Segura R. Una nueva intervención en la Clasificación de Intervenciones de Enfermería: “Ventilación mecánica: No invasiva”. NURE Inv [Revista en Internet] 2008 Sep-Oct. [abril de 2009]; 5 (36): [aprox 6 pant]. Disponible en:

3.- Mehta S, Hill NS. Noninvasive ventilation: state of the art. Am j Respir Crit Care Med. 2001, 163: 540-577

4.- Z Carrey, S B Gottfried and R D Levy. Ventilatory muscle support in respiratory failure with nasal positive pressure ventilation. Chest. 1990;97;150-158

BibliografíaAmerican Thoracic Society. (Enero de 2001). American Journal Respiratory and Critical Care Madecine. Recuperado el 30 de Abril de 2009, de Am. J. Respir. Crit. Care Med.: http://ajrccm.atsjournals.orgBruce D. Johnson, M. A. (1993). Journal of Physiology . Recuperado el 8 de Mayo de 2009Esquinas Rodríguez, A. (2006). Tratado de Ventilación Mecánica No Invasiva: Práctica Clínina y Metodología. Madrid: Grupo Aula Médica S.L.Gutiérrez, B. J., & Muñoz Segura, R. (Septiembre de 2008). Nure Investigation. Recuperado el 27 de Abril de 2009, de Nure inv: http://www.fuden.es/originales_detalle.cfm?id_original=113&ID_ORIGINAL_INI=1Kabitz, H.-J., Walker, D., Prettin, S., Walterspacher, S., Sonntag, F., Dreher, M., y otros. (2008). The Open Respiratory Medicine Journal. Recuperado el 11 de Mayo de 2009Lee, R., & Michael I., P. (2008). Journal of applied physiology. Recuperado el 05 de Abril de 2009, de J Appl Physiol: http://jap.physiology.org/Mehta, S., & Hill, N. (18 de agosto de 2001). AMERICAN JOURNAL OF RESPIRATORY AND CRITICAL CARE MEDICINE. Recuperado el 27 de abril de 2009, de Am J Respir Crit Care Med: www.atsjournals.orgRochester, D. F. (Mayo de 1985). The American Society for Clinical Investigation, Inc. Recuperado el 30 de Abril de 2009, de J. Clin. Invest.Rodriguez, A. (Septiembre de 2004). MEDICRIT. Recuperado el 27 de abril de 2009, de Revista de medicina Interna y Crítica: http://www.medicrit.com/ca/v1n5.php

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