Mecanismos de la hipotensión arterial en la lesión medular crónica

Métodos y Procedimientos

La espirometría de detección se realizará con el paciente sentado en su silla de ruedas personal utilizando el sistema BreezeSuite. La capacidad vital forzada (FVC) y el volumen espiratorio forzado en 1 segundo (FEV1) se obtendrán y expresarán como el porcentaje del valor predicho para cada sujeto según una base de datos de individuos neurológicamente intactos sin problemas pulmonares conocidos que se derivó según el género , edad y altura. Se obtendrán tres espirogramas aceptables y se utilizará el resultado de su mejor intento.

La prueba de esfuerzo ortostático de detección se realizará en el paciente colocado en el sillón cardíaco (sillón hidráulico). La mano izquierda se colocará en un cabestrillo y se mantendrá al nivel del corazón durante todo el estudio. La presión arterial continua latido a latido se obtendrá a partir de un manguito para el dedo colocado alrededor del dedo medio o índice izquierdo (Portapres-2) en posición supina y cuando los participantes se muevan a la posición sentada vertical. Se mantendrán posiciones supinas durante 15 min. y se mantendrá la posición erguida durante 5 min. Los valores de referencia en posición supina se registrarán durante el último período de 5 minutos justo antes de cambiar a la posición vertical. Esta prueba se cancelará si los sujetos se marean o presentan síntomas de síncope.

Pruebas de espirometría y fuerza de los músculos respiratorios: la espirometría estándar se realizará en posición sentada utilizando el sistema BreezeSuite (MedGraphics). Se obtendrán FVC y FEV1. El transductor de presión diferencial MP45-36-871-350 con tarjeta de PC UPC 2100 y software (Validyne Engineering) se utilizará para medir la presión inspiratoria máxima (PImax) y la presión espiratoria máxima (PEmax) en posición sentada. La PImax se medirá durante el esfuerzo inspiratorio máximo a partir del volumen residual cercano y la PEmax se medirá durante el esfuerzo espiratorio máximo a partir de la capacidad pulmonar casi total. Se pedirá a los sujetos que utilicen un sistema de válvula de tres vías con tubo de goma como boquilla. El medidor de presión incorpora una fuga de 1,5 mm de diámetro para evitar el cierre de la glotis y reducir la contribución del músculo bucal durante las mediciones. La evaluación requerirá que se mantenga un esfuerzo agudo y contundente durante un mínimo de 2 segundos. Se tomará como presión máxima el valor más alto sostenido durante un segundo. Se promediará el valor máximo de tres maniobras que variaron en menos del 20%. Los participantes recibirán instrucciones específicas antes de la prueba y serán entrenados verbalmente a lo largo de las maniobras de espirometría y fuerza de los músculos respiratorios.

Prueba de esfuerzo ortostático:

Cada participante será evaluado por la mañana en un laboratorio cardiovascular tranquilo y con temperatura controlada (~22o C). Su dieta estará restringida para excluir la cafeína, el alcohol y los alimentos ricos en grasas la noche anterior y la mañana del estudio. Se pedirá a los participantes que vacíen la vejiga antes de comenzar el estudio. La PA arterial continua se obtendrá a partir de un manguito para el dedo colocado alrededor del dedo medio, índice o pulgar izquierdo (Portapres-2;). La mano izquierda se colocará en un cabestrillo y se mantendrá al nivel del corazón durante todo el estudio. Las mediciones manuales de la PA arterial se tomarán al comienzo del período de control en decúbito supino y al final del período de recuperación con un dispositivo digital de medición de la presión arterial. Se colocará un ECG de 3 derivaciones para la monitorización del ECG. La cinemática de la caja torácica y el abdomen (cinemática respiratoria) se adquirirá mediante un pletismógrafo inductivo. Registro de referencia durante 15 min. comenzará después de un período de descanso de 5 minutos que seguirá a la preparación del sujeto. Al final de la grabación de 15 minutos en posición supina, los participantes se trasladarán pasivamente a la posición sentada vertical. Esta posición se mantendrá durante 15 min. Esta prueba se cancelará si los sujetos se marean o presentan síntomas de síncope. Las variables hemodinámicas se adquirirán a 1000 Hz utilizando el sistema ML880 PowerLab. El ECG, la PAS y la PAD se calcularán a partir de un registro continuo y todas las variables se muestrearán a 5 Hz. La PAS, la PAD, el intervalo RR y la FC latido a latido también se calcularán a partir de la PA y el ECG continuos adquiridos. Todos los análisis se realizarán utilizando Matlab. El flujo de sangre en el corazón se medirá mediante ecografía cardíaca utilizando un equipo estándar colocando un sensor sobre el corazón.

Catecolaminas en sangre:

Se insertará un catéter de mariposa en una vena antecubital durante la instrumentación para permitir la recolección de sangre sin estrés adicional para el participante. Se extraerán ocho mililitros de sangre venosa de una vena antecubital al final de los 15 minutos en posición supina para evaluar los niveles iniciales de epinefrina y norepinefrina. La extracción de sangre se repetirá a las 3 y al final de los 15 min. de la posición erguida para evaluar las respuestas de catecolaminas rápidas y en estado estacionario al estrés ortostático.

Evaluación barorrefleja: Los últimos 5 min. de los datos adquiridos de cada posición se utilizará para un análisis posterior. La serie temporal latido a latido de los intervalos de PAS y RR se escaneará en tres o más latidos consecutivos que contienen de forma independiente presión creciente y decreciente (PAS+, PAS-) e intervalo RR (RR+, RR-) con un mínimo de 1 mmHg de PAS, Umbrales de intervalo RR de 4 ms. Si una secuencia de SBP identificada es seguida por una secuencia de RR identificada con un retraso de cero, uno o dos latidos, esas secuencias de SBP y RR se asignarán como acopladas. Solo las secuencias acopladas con coeficiente de regresión r>0.90 serán aceptadas como secuencias barorreflejas (BRsq). La pendiente media de todos los BRsq se calculará y tomará como una estimación de la sensibilidad barorrefleja (BRS, ms/mmHg). El número de latidos involucrados en las rampas SBP y BRsq se determinará en cada posición de inclinación. El índice de efectividad del barorreflejo (BEI) se calculará como la relación entre el número total de BRsq y el número total de rampas SBP.

Protocolo sEMG: los impulsos eléctricos se originan en las neuronas reguladoras, se transportan a través de los nervios motores, se transmiten a través de la unión neuromuscular y se propagan a lo largo de las membranas musculares y se pueden registrar mediante electromiografía de superficie (sEMG). Esta prueba fisiológica a menudo se utiliza durante las pruebas clínicas de función pulmonar y en la investigación. ha demostrado ser un reflejo preciso de la fuerza contráctil de los músculos respiratorios. Usaremos una medida multimuscular basada en sEMG de la salida motora del sistema nervioso central registrada durante tareas motoras voluntarias intentadas en posición supina bajo condiciones estrictamente controladas que se basó en los principios de Evaluación del Control Motor Cerebral (BMCA). El protocolo consta de las siguientes maniobras voluntarias seguidas de 5 min. de respiración tranquila: respiración profunda, tarea PImax y tarea PEmax. Cada maniobra será indicada por un tono audible y se repetirá tres veces. PImax y PEmax durante estas tareas se mantendrán durante un mínimo de 5 segundos. La presión de las vías respiratorias se registrará simultáneamente con sEMG utilizando un sistema de válvula de tres vías con un transductor de presión como se describe anteriormente. Los registros de EMG de superficie se realizarán con pares de electrodos de superficie con tapa de cloruro de plata-plata FE9 empotrados (Grass Instruments, W Warwick, RI) centrados sobre el músculo y colocados a 3 cm de distancia para cada músculo registrado. Se preparará la piel para reducir la impedancia intraelectrodo. Se registrarán la porción superior derecha e izquierda de los músculos pectoralis (PEC), sexto intercostal (IC6), rectus abdominus (RA) y obliquus abdominus (OBL). El electrodo de tierra se colocará sobre el proceso de acromion. La sEMG se registrará utilizando una estación de trabajo neurológica Eclipse (Axon Systems Inc.). Las señales sEMG entrantes se amplificarán con una ganancia de 500, se filtrarán a 30-1000 Hz y se muestrearán a 2000 Hz.

Ecografía cardiaca ultrasónica: Se obtendrán ecocardiogramas estándar del ventrículo izquierdo en reposo en decúbito supino midiendo el diámetro telediastólico (Dd) y el diámetro telesistólico (Ds). Se analizarán diez latidos consecutivos y la media se usará para los cálculos del gasto cardíaco (Q): Q= (Dd)3- (DS)3x FC 35.

Entrenamiento de los músculos respiratorios:

Durante la sesión de entrenamiento, los sujetos estarán sentados en su silla de ruedas personal con una inclinación de cabeza hacia arriba de aproximadamente 45°. Se utilizará un dispositivo de presión espiratoria positiva de umbral y un entrenador muscular inspiratorio de umbral con boquilla embridada para un rango de 20 a 41 cm H2O. Estos dispositivos se ensamblarán entre sí mediante un conector en forma de T (Airlife 001504). Se indicará a los participantes que realicen esfuerzos inspiratorios y espiratorios máximos contra una carga de presión. Durante la inhalación, se indicará a los sujetos que inicien cada respiración a partir del volumen residual (RV) y que mantengan el esfuerzo hasta que sus pulmones se sientan llenos. Durante la exhalación, se indicará a los sujetos que respiren desde la capacidad pulmonar total y mantengan el esfuerzo hasta que sus pulmones se sientan vacíos. Se pedirá a los participantes que entrenen 45 min. por día, 5 días a la semana, durante 4 semanas. El entrenamiento se iniciará con una carga igual al 20% de su PImax y PEmax individual con aumentos progresivos según lo tolere hasta el 40% de su PImax o PEmax de referencia. El objetivo será que todos los pacientes entrenen al 40% de PImax y PEmax durante la última semana del entrenamiento. Se utilizará un protocolo de entrenamiento por intervalos con los pacientes realizando seis series de trabajo, 5 min. de duración, separados por intervalos de descanso de 1-3 min. Un miembro del equipo de investigación supervisará todas las sesiones de capacitación.

Los resultados preliminares mostraron que RMT aumentará FVC, FEV1, PImax y PEmax en sujetos experimentales en comparación con los valores previos al entrenamiento. El mayor efecto se espera para los valores espiratorios (FEV1 y PEmax). Una de las razones de esto podría ser el hecho de que la función espiratoria, la más limitada después de SCI, tiene una ventana más grande para el cambio. Nuestros resultados mostraron que un aumento promedio de 8-9% con un tamaño de muestra de 24-26 pacientes podría revelar una diferencia significativa con un poder de 80-86% en todos los valores espirométricos.

Objetivo 2. La mejora en la PA y los mecanismos asociados con los cambios en la presión arterial se evaluaron utilizando el componente de baja frecuencia de la densidad espectral de potencia de los valores de presión arterial sistólica (PAS) y diastólica (PAD) y la cantidad de catecolaminas medidas en los niveles sanguíneos. Según los resultados preliminares, se esperan pequeños cambios en los valores de PA en reposo después del entrenamiento. Sin embargo, después del entrenamiento, se espera que el aumento de la PAS cuando se cambia la posición a abdominales sea fuerte con una baja variabilidad. Los cálculos mostraron que incluso con n=20, la potencia será del 84 % y cuando n=24, aumentará al 94 %. Se espera que los cambios en la PAD sean menores con una potencia del 80% para n=24. Se obtuvieron valores similares cuando se analizaron modulaciones de baja frecuencia de PAS y PAD.

Según este análisis, el número de sujetos de 20 a 24 dará como resultado un aumento significativo con un 87 % de potencia. La efectividad y la sensibilidad del barorreflejo mejoraron después del entrenamiento en el estudio preliminar. Después del entrenamiento, en respuesta al estrés ortostático, se obtuvo un aumento sustancial en la capacidad de respuesta del barorreflejo y se obtendrá una potencia del 83 % con un tamaño de muestra de 24. La sensibilidad barorrefleja exhibió una variabilidad mucho mayor. Si la variabilidad sigue siendo alta en el estudio propuesto, el poder de lograr una diferencia significativa entre antes y después del entrenamiento es del 83 % con un tamaño de muestra de 28 pacientes.

Sin embargo, es muy probable que se produzca una disminución de la variabilidad con un tamaño de muestra más grande y el poder aumenta al 86 % con una muestra de 24 pacientes con una disminución del 32 % de la variabilidad.

Según los resultados de las grabaciones de prueba y repetición en 10 sujetos con LME, el número equivalente de sujetos no entrenados (n=12) será suficiente para formar un grupo de control. Se encontró que las desviaciones de las medias eran tan bajas que sería imposible alcanzar la significación con un tamaño de muestra razonable para este grupo.