Mecanismos de la disnea de esfuerzo en la enfermedad pulmonar intersticial fibrótica (Dyspnea_ILD)

El propósito de este estudio es determinar los mecanismos fisiológicos de la dificultad para respirar (disnea) en pacientes con enfermedad pulmonar intersticial fibrótica (EPI) y determinar cómo la respiración de oxígeno suplementario puede manipular estos mecanismos para mejorar la disnea y la capacidad de ejercicio.

La pregunta de investigación es doble: (Objetivo 1) Determinar los mecanismos fisiológicos de la disnea de esfuerzo en pacientes con EPI fibrótica; (Objetivo 2) Determinar los efectos de la hiperoxia sobre la disnea de esfuerzo y la resistencia al ejercicio en pacientes con EPI fibrótica.

Resumen experimental: Los participantes con EPI fibrótica y los participantes de control se presentarán en el laboratorio de ejercicios en cuatro ocasiones separadas por un mínimo de 48 horas entre visitas. En la visita 1, los participantes y los participantes de control completarán una evaluación del historial médico, cuestionarios de disnea crónica relacionada con la actividad, mediciones antropométricas, evaluación de la función pulmonar y una prueba de ejercicio en bicicleta incremental limitada por síntomas con fines de familiarización. En la visita 2, los participantes y los participantes de control realizarán pruebas de función pulmonar seguidas de otra prueba de ejercicio en bicicleta incremental. Se obtendrán mediciones fisiológicas y sensoriales detalladas en ambas visitas, pero el análisis principal se basará en los resultados de la visita 2. Los datos de la visita 2 abordarán el objetivo 1. Las visitas 3 y 4 incluirán pruebas de función pulmonar seguidas de una prueba de ejercicio en ciclo de carga constante al 75 % de la tasa de trabajo incremental máxima mientras respira, en orden aleatorio, ya sea aire ambiente o hiperoxia (60 % de oxígeno). Los participantes y los participantes de control que respiran hiperoxia en la visita 3 respirarán el aire de la habitación en la visita 4 y viceversa mientras están cegados a la concentración de gas. Se insertará en el esófago un catéter de electrodos de pares múltiples que combina dos balones y se utilizará espectroscopía de infrarrojo cercano para medir la oxigenación de los tejidos en las visitas 2, 3 y 4. Los datos de las visitas 3 y 4 abordarán el Objetivo 2.

Mediciones:

• Función pulmonar: la espirometría simple, la pletismografía, la capacidad de difusión, las presiones respiratorias máximas, la distensibilidad estática y la presión de retroceso se realizarán en la visita 1. Las pruebas de función pulmonar en las visitas 2 a 4 solo incluirán la espirometría y la pletismografía para que la capacidad pulmonar total y la capacidad vital puedan obtenerse para la determinación de los volúmenes pulmonares operativos.
• Evaluación de la disnea: la intensidad de la disnea y la incomodidad percibida en las piernas se evaluarán en reposo, cada minuto durante el ejercicio y en el ejercicio máximo mediante la escala modificada de Borg de 10 puntos en todas las visitas de prueba. Al finalizar el ejercicio, se les pedirá a los sujetos que verbalicen la(s) razón(es) principal(es) para detener el ejercicio (es decir, molestias respiratorias, molestias en las piernas, combinación de respiración y piernas, o alguna otra razón) y que seleccionen descriptores cualitativos de disnea utilizando un cuestionario establecido. .
• Respuestas cardiorrespiratorias al ejercicio: medidas cardiorrespiratorias estándar, que incluyen ventilación por minuto, consumo de oxígeno (VO2), producción de dióxido de carbono, presión parcial de dióxido de carbono al final de la espiración, volumen corriente (VT) y frecuencia respiratoria.
• Los volúmenes operativos se derivarán de las maniobras de capacidad inspiratoria dinámica (IC). La saturación arterial de oxígeno se medirá mediante oximetría de pulso. El electrocardiograma y la presión arterial serán monitoreados por motivos de seguridad.
• Mecánica respiratoria: la electromiografía diafragmática (EMGdi) se medirá utilizando un catéter de electrodos de pares múltiples que combina dos globos para medir las presiones esofágica y gástrica. La proporción de EMGdi a EMGdimax se utilizará como un índice del impulso respiratorio neural. La relación entre VT y capacidad vital (VC) se utilizará para representar la respuesta mecánica del sistema respiratorio. La normalización de EMGdimax y VC permite estandarizar y comparar la intensidad del estímulo entre individuos. Por lo tanto, el desacoplamiento neuromecánico del sistema respiratorio se determinará como la relación (o interacción) entre el impulso neural y la respuesta mecánica del sistema respiratorio (EMGdi/EMGdimax: VT/VC).
• El trabajo mecánico de la respiración (WOB) se calculará como el área dentro de los bucles de presión-volumen esofágicos promediados del conjunto.

Análisis estadístico:

Objetivo 1: se determinarán las pendientes de respuesta al ejercicio (p. ej., Borg/VO2). Brevemente, los investigadores obtendrán la pendiente a partir de un gráfico de Borg frente al VO2 para la prueba de ejercicio incremental de cada participante y del participante de control realizada en la visita 2. Los investigadores determinarán la asociación bivariada de la pendiente de Borg/VO2 con las pendientes de VO2 de desacoplamiento neuromecánico, impulso para respirar, y la respuesta de TV utilizando los coeficientes de correlación de Spearman. Luego, los investigadores forzarán las tres variables predictoras en un modelo de regresión lineal multivariable con la pendiente de Borg/VO2 como variable de resultado para identificar la asociación independiente del desacoplamiento neuromecánico con la disnea de esfuerzo. Las variables se transformarán para aproximarse a una distribución normal si es necesario y las variables predictoras que alcancen significación estadística se evaluarán para determinar una relación lineal con la variable de resultado.

Objetivo 2: Los investigadores primero usarán una prueba t pareada para identificar cambios en la disnea y el tiempo de ejercicio comparando la respiración con aire ambiente con la hiperoxia durante las pruebas de ejercicio de carga constante en las visitas 3 y 4. Luego se desarrollarán modelos multivariados usando la prueba entre pruebas. diferencia en la escala de disnea de Borg y el tiempo de ejercicio para cada individuo como variables de resultado. Las variables predictoras incluirán la diferencia entre pruebas en el desacoplamiento neuromecánico y sus componentes individuales. Las variables de resultado y predictoras para el resultado de disnea se basarán en la diferencia entre pruebas de estas variables en el tiempo iso (es decir, el tiempo máximo durante el cual el paciente hizo ejercicio para las pruebas de aire ambiente e hiperoxia). Las variables predictoras del tiempo de ejercicio se medirán al final de la prueba.

Como análisis exploratorios, los investigadores repetirán los análisis de regresión lineal multivariable anteriores en el subgrupo IPF, y los investigadores agregarán una variable de subgrupo ILD categórica a estos análisis para identificar otras diferencias entre grupos. En estos análisis exploratorios se utilizará un ajuste adicional para posibles factores de confusión (p. ej., sexo, índice de masa corporal, puntuación de fibrosis por tomografía computarizada de alta resolución) si el tamaño de la muestra del subgrupo es suficiente. Un valor de p < 0,05 se considerará significativo para todos los análisis. El análisis de datos se realizará utilizando Stata v11.2 (StataCorp, Texas, EE. UU.).