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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile v.129 n.10 Santiago oct. 2001

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872001001000009 

Efecto de la prueba de la caminata
de seis minutos sobre la hiperinflación pulmonar en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica avanzada

The six minute walking test elicits dynamic
hyperinflation in severe COPD patients

Ronald Reid S, Orlando Díaz P, Jorge Jorquera A,
Carmen Lisboa B

Correspondencia a: Carmen Lisboa. Departamento de Enfermedades Respiratorias. Pontificia Universidad Católica de Chile. Marcoleta 345, Piso 4. Fono: 6331541. Fax: 6335255. E-mail: clisboa@med.puc.cl

Background: Exercise tolerance in patients with COPD is highly variable and poorly related to airways obstruction assessed by FEV1. These patients develop dynamic hyperinflation (DH) during an incremental exercise test which can be evaluated through a reduction in inspiratory capacity (IC). Aim: to evaluate: a) if the six minute walking test (6 MWD) induce DH reducing IC, b) if the reduction in IC is related to tidal expiratory flow limitation at rest (FL). Subjects and methods: Thirty eight stable COPD patients (28 FL and ten non FL during resting breathing, determined by the negative pressure technique). Inspiratory capacity was measured before and immediately after the 6 MWD test. Dyspnea, SpO2 and heart rate were measured before and after the test. Results: Inspiratory capacity was lower in FL patients as compared to patients without FL (p <0,005). Although no differences were found between groups in 6 MWD, dyspnea and HR, a significant reduction in IC after the walking test was observed only in FL patients (p <0,0001). In addition, SpO2 fell significantly (p <0,0001) after walking in the same group. Conclusions: Our results demonstrate that a moderate exercise such as the walking test induces DH and hypoxemia in patients with COPD and FL and stresses the importance of assessing DH by measuring IC in these patients (Rev Méd Chile 2001; 129: 1171-78).
(Key Words: Chronic obstructive pulmonary disease, Lung hyperinflation, Exercise, Inspiratory capacity.

Recibido el 6 de abril, 2001. Aceptado en versión corregida el 16 de agosto, 2001.
Trabajo financiado por Proyecto FONDECYT #198/0937.
Departamento de Enfermedades Respiratorias, Pontificia Universidad Católica de Chile.

Los pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) tienen una respuesta variable al ejercicio, la cual se relaciona muy escasamente con el grado de obstrucción bronquial evaluado mediante el VEF11,2. Por otra parte, durante una prueba de ejercicio progresiva, estos pacientes desarrollan hiperinsuflación dinámica (HD) con la consecuente reducción en la capacidad inspiratoria (CI)3. Recientemente se ha logrado demostrar que la CI medida en reposo tiene una mejor relación que el VEF1 con la capacidad máxima para realizar ejercicio en pacientes con EPOC avanzada4,5, esta correlación estrecha entre CI y capacidad máxima de ejercicio (r= 0,81 y 0,71) resulta fácil de comprender si se tiene presente que la hiperinflación pulmonar produce graves alteraciones en la mecánica respiratoria que les impide a estos pacientes alcanzar las demandas ventilatorias del ejercicio6. A diferencia de los sujetos normales, que aumentan la ventilación del ejercicio fundamentalmente a expensas del volumen corriente (VC), en los pacientes con EPOC la disminución de la CI restringe el volumen corriente por lo que durante el ejercicio se ven obligados a aumentar la ventilación a expensas de una mayor frecuencia respiratoria6,7. Esto acorta el tiempo disponible para la espiración y acentúa progresivamente la HD. Recientemente se ha demostrado que en los pacientes que presentan limitación del flujo espiratorio durante respiración tranquila, la capacidad inspiratoria es el mejor índice predictor del consumo máximo de O2 alcanzado en ejercicio5. Basados en estos antecedentes, los objetivos del presente estudio fueron: a) estudiar si un ejercicio de intensidad moderada, como es la prueba de caminar en 6 min, produce hiperinflación pulmonar, evaluada a través de la disminución de la CI, en pacientes con EPOC, y b) determinar si la disminución de la CI durante la caminata se asocia a la presencia de limitación del flujo espiratorio en reposo.

MATERIAL Y MÉTODO

Sujetos. Se estudiaron 38 pacientes (34 H y 4 M) portadores de EPOC avanzada (VEF1 38±13% del teórico [promedio ± DE]) en etapa estable de su enfermedad y cuyas características generales se resumen en la Tabla 1. Todos estaban en control clínico periódico y aceptaron participar en el estudio, el cual fue aprobado por el Comité de Etica de nuestra institución.


Protocolo de estudio: 1. Medición de la espirometría. 2. Determinación de la presencia de limitación del flujo espiratorio en reposo. 3. Medición de la capacidad inspiratoria basal. 4. Prueba de ejercicio: Caminata en 6 min. 5. Medición de capacidad inspiratoria post ejercicio. Las mediciones 1 y 2 se realizaron entre 1 y 7 días antes que las 3, 4 y 5.

Métodos. La espirometría se realizó con un espirómetro Sensormedics modelo 922, según las recomendaciones de la American Thoracic Society8. Los valores fueron expresados de acuerdo a las tablas de Knudson9 y para los resultados se consideró los valores obtenidos después de la administración de 200 µg de salbutamol.

La detección de limitación del flujo espiratorio (LFE) se realizó con la técnica descrita por Koulouris y cols10 y que consiste en la aplicación a nivel de la boca de una presión negativa de 5 cmH2O durante la espiración tranquila (NEP, negative expiratory pressure tecnique). La Figura 1 muestra el equipo empleado para la medición. Los pacientes fueron estudiados en posición sentada durante respiración tranquila. La pieza bucal fue conectada en serie a un neumotacógrafo Fleisch Nº2 que permitió medir el flujo aéreo y a un sistema de Venturi que genera presión negativa durante la espiración. El sistema está provisto de una válvula solenoide controlada por un computador (Direc Physiologic Recording System; Raytech Instruments, Vancouver, BC, Canada) la cual es activada entre los 100 a 200 milisegundos del comienzo de la espiración y se mantiene abierta durante todo el resto de la espiración. Las señales de presión, flujo y volumen, este último integrado a partir del flujo, fueron almacenadas y analizadas posteriormente (ANADAT, versión 5.2; RHT-Info-DAT. Inc. Montreal, Canadá).


Figura 1. Equipo empleado para determinar la presencia de limitación del flujo espiratorio en los pacientes. Ver texto.

Una vez que los pacientes estabilizaban su volumen corriente se les aplicó la presión negativa y se registró la curva flujo-volumen. Se comparó los flujos espiratorios obtenidos durante la aplicación de la presión negativa con los registrados en la curva flujo-volumen de la respiración inmediatamente anterior. En los sujetos en quienes la aplicación de NEP no produjo un aumento del flujo espiratorio en parte o todo el volumen corriente se consideró que tenían limitación del flujo espiratorio (LFE) y en aquellos en que el flujo aumentó en todo el rango del volumen corriente se consideraron sin LFE.

La determinación de la CI se realizó en otra visita y en forma ciega con respecto a los resultados del NEP. Para ello se empleó un espirómetro Collins de 9 l sellado por agua. Para medir la CI los pacientes respiraron en forma lenta desde CRF hasta CPT y luego nuevamente hasta CRF evitando maniobras espiratorias forzadas. Para analizar los resultados se empleó el valor mayor de 6 maniobras técnicamente satisfactorias. Las mediciones se repitieron inmediatamente después de caminar durante 6 min. Los valores fueron expresados en cifras absolutas y como % del valor teórico. Este último se calculó en forma indirecta empleando las cifras de referencia de capacidad pulmonar total (CPT) y de capacidad residual funcional (CRF) según lo propuesto por la European Coal and Steel Community11, debido a que no existen en la literatura disponible valores de referencia para capacidad inspiratoria.

Prueba de caminata en 6 min. Se realizó en el laboratorio de acuerdo a lo propuesto por Guyatt y cols12, registrando además al inicio y final de ella la frecuencia cardíaca y la SpO2 con un oxímetro de pulso Ohmeda Biox 3740. La dificultad respiratoria fue evaluada con la escala de Borg13. Todos los pacientes estaban familiarizados tanto con la prueba de ejercicio en 6 min como con la escala de Borg las cuales habían sido medidas con anterioridad en por lo menos dos oportunidades.

Análisis estadístico: Los resultados se expresan como promedios ± 1 error estándar. Se aplicó prueba de t pareada y no pareada, según correspondiera, para analizar los cambios dentro de un mismo grupo o para comparar cambios entre ambos grupos.

Cuando las variables no tenían una distribución normal (disnea, SpO2, y CI), se emplearon pruebas no paramétricas (Wilcoxon o Mann-Whitney, respectivamente). Se consideró significativo un valor de p <0,0514.

RESULTADOS

La prueba de NEP permitió identificar 28 pacientes portadores de LFE y 10 sin LFE. La Tabla 1 muestra las características funcionales basales de los dos grupos.

Capacidad inspiratoria en reposo y ejercicio. En el grupo con LFE, la capacidad inspiratoria en reposo fue de 1.622±78 ml, mientras en el grupo sin LFE fue de 2.205±193 ml (p <0,005). Expresada en porcentaje del valor teórico, la CI fue de 59±2% en el grupo con LFE y de 88±4% en los pacientes sin LFE (p <0,0001). La capacidad inspiratoria fue < 78% del valor teórico en todos los pacientes con LFE, en cambio sólo 2 de los pacientes sin LFE tuvieron una CI inferior a ese porcentaje (Figura 2). El coeficiente de variación de la CI en reposo en el grupo total de pacientes fue de 5,95±2,7%.


Figura 2. Valores individuales de la capacidad inspiratoria en reposo expresados en % del teórico en los pacientes con LFE y sin LFE.

La CI se redujo en ambos grupos con la prueba de caminata en 6 min, pero la reducción fue significativa sólo en los pacientes con LFE (p <0,0001) (Figura 3). Expresada como cambio desde el valor basal, la reducción de la CI fue de 12±2% en los pacientes con LFE y de 5±3% en los sin LFE. Sólo dos de los 10 pacientes de este último grupo tuvieron una caída de la CI superior al 12%, en cambio en 13 de los 28 pacientes con LFE la reducción de la CI con la caminata superó el 12%.


Figura 3. Cambios individuales de la capacidad inspiratoria inducidos por el ejercicio en pacientes con y sin LFE, expresados en % de la CI.

Prueba de caminata en 6 min. La distancia recorrida en 6 min (DR6) fue mayor en los pacientes sin LFE (423±23 versus 397±23), pero esta diferencia no alcanzó significación. La dificultad respiratoria inicial fue de 2±1,5 y 1,8±1,9 puntos (Borg) en los pacientes con y sin LFE, respectivamente y al finalizar la caminata aumentó a 4,8±0,5 en cada grupo. La frecuencia cardíaca al final de la caminata fue 102±3 versus 96±3 latidos/min en los pacientes con y sin LFE, respectivamente.

Saturación de O2. En condiciones de reposo, la SpO2 fue significativamente más alta en los pacientes sin LFE (p <0,02) y no se modificó con la caminata, en cambio se observó una importante caída desde 92±0,8 a 86±1,5% en los pacientes con LFE (p <0,0001).

DISCUSIÓN

Los principales hallazgos del presente estudio son los siguientes: a) un ejercicio moderado, consistente en caminar durante 6 min, produjo una caída significativa de la CI en los pacientes con LFE y no modificó la CI en los pacientes sin LFE; b) este ejercicio produjo, además, una disminución significativa de la SpO2 en los pacientes con LFE y no la modificó en los pacientes sin LFE.

La aplicación de 5 cm de presión negativa durante la respiración tranquila permitió distinguir 28 pacientes con LFE y 10 pacientes sin LFE. Si bien esta proporción es levemente mayor a la comunicada por otros autores4,5,18, esto puede deberse a que por azar una proporción elevada de los pacientes estudiados presentaba un VEF1 menor a 30%, en los que es más probable encontrar LFE4,5. El número más reducido de pacientes sin LFE no invalida las diferencias significativas observadas entre los dos grupos, especialmente la mayor hiperinflación pulmonar e hipoxemia en presencia de LFE. Sin embargo, la ausencia de diferencias en la distancia recorrida en 6 min entre los dos grupos podría deberse a efectos del tamaño muestral.

La CI estuvo bajo valores normales en prácticamente todos los pacientes con LFE, demostrando un importante grado de hiperinflación aun en reposo. En cambio, sólo 2 enfermos del grupo sin LFE tuvieron una CI inferior a 78% del valor teórico. La carencia de valores teóricos para este índice medido directamente y la ausencia de información acerca de su variabilidad individual hizo necesario que empleáramos arbitrariamente el punto de corte de 78% y la utilización de 12% como límite máximo del cambio intraindividual, homologándolo a las variaciones aceptadas para el VEF1.

El mecanismo fundamental responsable de la hiperinflación pulmonar en reposo en estos pacientes es la pérdida de retracción elástica pulmonar secundaria al enfisema pulmonar, que determina que en forma estática el nivel de reposo espiratorio se encuentre desplazado hacia porcentajes más elevados de la CPT. Si bien la mayor hiperinflación de los pacientes con LFE, reflejada en una menor CI, podría deberse a un mayor grado de enfisema en ellos, parece más posible que la existencia de limitación del flujo espiratorio en reposo los obligue a desplazar el volumen corriente a volúmenes más elevados para poder generar flujos espiratorios mayores y así mantener niveles adecuados de ventilación aun en condiciones de reposo. La hiperinflación promueve un aumento del trabajo respiratorio debido a: 1) la generación de presión positiva de fin de espiración (PEEPi), 2) a la disminución de la distensibilidad pulmonar porque el volumen corriente se sitúa en la parte más horizontal de la curva presión volumen, y 3) a la disminución de la distensibilidad del sistema respiratorio debido a que la presión de retracción elástica del tórax se ejerce en el sentido opuesto al normal. Por otra parte, la hiperinflación pulmonar altera la función de los músculos inspiratorios manteniéndolos acortados, disminuyendo su capacidad para contraerse6. Todos estos factores que alteran la eficiencia mecánica del aparato respiratorio explican en gran parte la limitación para realizar actividades físicas que presentan estos pacientes. Hay que tener presente que estas alteraciones se acentúan en ejercicio por la necesidad de aumentar la ventilación para suplir los requerimientos metabólicos de la mayor actividad15,16.

Al realizar la prueba de caminar 6 min, la mayoría de los pacientes con LFE presentaron una disminución de su CI. De acuerdo a la literatura disponible, éste es uno de los primeros estudios que demuestran que un ejercicio de moderada intensidad, semejante a las actividades de la vida diaria, es capaz de acentuar la hiperinflación pulmonar en algunos pacientes con EPOC avanzada. Marín y cols17 evaluaron recientemente la relación entre la distancia recorrida en 6 min y los cambios en el volumen de reposo espiratorio (EELV) al final de la caminata, en un grupo de pacientes con un rango mayor de VEF1, y observaron que la magnitud de la hiperinflación del ejercicio medido como delta EELV y expresado como % de CPT, se correlacionaba mejor (r= 0,51) con la DR6 que el VEF1 (r= 0,31).

En los últimos años ha existido un creciente interés en el estudio de la participación que tiene la hiperinflación pulmonar en la disnea y en la limitación de la capacidad física de los pacientes con EPOC3,5,7,15,18,19. La mayoría de estos estudios ha evaluado la magnitud de la hiperinflación a través de la reducción de la CI. Nuestros resultados concuerdan con esta observación y demuestran que caminar durante 6 min es también capaz de inducir HD, especialmente si existe limitación del flujo espiratorio.

La utilidad de la determinación de la CI para evaluar la HD ha sido reconocida sólo recientemente. Tiene las ventajas de tratarse de un método simple de estudio, de bajo costo y prácticamente al alcance de cualquier laboratorio básico de función pulmonar. Además puede medirse en ejercicio o inmediatamente finalizado éste, a diferencia de otros métodos utilizados para medir los cambios en la CRF y evaluar la hiperinflación pulmonar, como la pletismografía, que requiere de tiempo para acomodar al paciente al equipo, o como el método del lavado de N2, que necesita de por lo menos 7 min para renovar la mezcla gaseosa pulmonar. Estos dos últimos métodos, además de no estar disponibles en muchos laboratorios, tienen la desventaja de hacer muy difícil o casi imposible evaluaciones dinámicas de la hiperinflación pulmonar, esto es, durante o inmediatamente después del ejercicio. El empleo de la CI como indicador de HD, supone que la CPT no cambia con el ejercicio, concepto que es aceptado ampliamente debido a que se ha demostrado que si bien existen variaciones en la CPT, éstas son mínimas16. La importancia clínica de la medición de la CI se demuestra en el trabajo de O'Donnell y cols18 quienes estudiaron el efecto de la administración de 500 µmg de Bromuro de Ipratropio (BI) por vía inhalatoria sobre la tolerancia al ejercicio en pacientes con EPOC. Observaron que el cambio más importante fue un aumento de la CI seguido por aumentos menores de la CV y del VEF1. El tiempo de ejercicio también aumentó junto a una reducción en la disnea. Ambos cambios se correlacionaron con el aumento de la CI producido por el BI, sin que encontraran correlación con los cambios experimentados por el VEF1 o la CV. A su vez, Tantucci y cols19 estudiaron el efecto de la administración de 400 µg de salbutamol sobre la hiperinflación y sobre la limitación del flujo espiratorio en pacientes con EPOC avanzada. Sus resultados demostraron un aumento de la CI en los pacientes con LFE y no observaron cambios en la CI en los pacientes sin LFE. Es importante destacar que sólo uno de sus pacientes tuvo un aumento superior al 10% del VEF1. Los autores concluyen que los enfermos con LFE se benefician con los broncodilatadores, aun cuando no se observe mejoría en el VEF1, porque la disminución de la CI les permitiría respirar a volúmenes pulmonares más bajos, con las consiguientes ventajas mecánicas que ello significa. El efecto de la administración de bromuro de ipratropio sobre la hiperinflación dinámica inducida por la DR6 ha sido estudiado recientemente por Jorquera y cols20, quienes demostraron que si bien el BI no bloqueó la HD, los pacientes fueron capaces de caminar una mayor distancia y recuperaron su CI basal más rápidamente en relación a la administración de placebo.

La disminución de la SpO2 con el ejercicio observada en los pacientes con LFE puede ser atribuida a una acentuación de los trastornos V/Q frecuentes en estos pacientes o también a que hayan hipoventilado en ejercicio debido a su trastorno mecánico, como ha sido observado por Díaz y cols durante una prueba de ejercicio máximo limitado por síntomas en otro grupo de pacientes que tenían LFE en reposo7.

Nuestros resultados sugieren que ninguno de los pacientes del presente estudio limitó su ejercicio por factores cardiovasculares, pues la frecuencia cardíaca máxima al final del ejercicio en los pacientes con LFE alcanzó a 57,6±2% de la teórica máxima y a 61,8±2% en los sin LFE. Ninguno de los pacientes tenía signos de corazón pulmonar crónico.

Estas observaciones confirman que la baja tolerancia al ejercicio de los pacientes con EPOC se debe principalmente a la limitación ventilatoria que los obliga a detener el ejercicio por disnea o fatiga de las extremidades inferiores, antes que alcancen la frecuencia cardíaca máxima.

En resumen, nuestros resultados además de demostrar que caminar durante 6 min es capaz de inducir hiperinflación pulmonar en pacientes con EPOC, confirman que la LFE se relaciona con la HD y con la hipoxemia de ejercicio7 y apoyan la necesidad de incluir este índice en las mediciones espirométricas. La determinación de la CI junto al VEF1 y a la relación VEF1/CVF permiten estudiar en forma simple las alteraciones globales de la mecánica respiratoria en estos pacientes, al evaluar por una parte la magnitud de la obstrucción bronquial y, por otra, el grado de hiperinflación pulmonar. Es probable que el empleo de esta triada funcional permita en el futuro una mejor categorización de la gravedad de la EPOC que el sólo empleo del VEF1 utilizado en la actualidad21-23 y realizar una evaluación más objetiva del uso de broncodilatadores18-20, entre otras acciones diagnósticas y terapéuticas.

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