El efecto de la dopamina sobre la difusión pulmonar y el volumen sanguíneo capilar durante el ejercicio

1. Objetivos del estudio

   El objetivo principal de este estudio es examinar el efecto de la infusión de dopamina y el bloqueo del receptor de dopamina-2 sobre el volumen de sangre capilar pulmonar, la difusión y las variables hemodinámicas de presión arterial pulmonar, gasto cardíaco y resistencia vascular pulmonar durante el ejercicio. En segundo lugar, este estudio examinará el efecto de la infusión de dopamina y el bloqueo del receptor de dopamina-2 sobre la tolerancia al ejercicio.

2. Fondo

   Para satisfacer la mayor demanda de oxígeno requerida para el ejercicio, la capacidad de difusión pulmonar (DLCO) debe aumentar para evitar una caída en la oxigenación arterial y la terminación prematura del ejercicio. La DLCO mejorada durante el ejercicio se logra mediante la expansión del volumen de sangre capilar pulmonar (Vc) y la capacidad de difusión de la membrana (Dm) a través del reclutamiento y la distensión de los capilares pulmonares, aumentando efectivamente el área de superficie para la difusión. El reclutamiento y distensión de los capilares pulmonares disminuye la resistencia vascular pulmonar (PVR), aumentando el flujo sanguíneo pulmonar (Q) mientras limita el aumento de la presión de la arteria pulmonar (PAP) con el ejercicio.

   En salud, no se cree que las intervenciones farmacológicas afecten la PAP durante el ejercicio. Sin embargo, la dopamina, un vasodilatador pulmonar, puede ayudar a regular la PAP durante el ejercicio. Específicamente, la dopamina parece importante para una respuesta cardiovascular normal al ejercicio, ya que la metoclopramida (antagonista del receptor 2 de dopamina pulmonar) disminuye el Q máximo y la tolerancia al ejercicio (1). Estos resultados sugieren que la dopamina puede modular la Vc durante el ejercicio a través de la regulación del músculo liso pulmonar, afectando posteriormente la PVR, la PAP, el Q y la tolerancia al ejercicio. Sin embargo, se desconoce cómo la dopamina regula la DLCO, Vc, Q y la tolerancia al ejercicio.

   Propósito: El propósito de este estudio es examinar el efecto de un agonista de dopamina y un antagonista del receptor de dopamina-2 sobre DLCO, Vc, PAP, PVR, Q y tolerancia al ejercicio.

   Hipótesis: se plantea la hipótesis de que la dopamina aumentará el Vc, lo que conducirá a una reducción de la PVR y la correspondiente disminución de la PAP. Esta respuesta permitirá un aumento en DLCO, Q y tolerancia al ejercicio en relación con el control. Por el contrario, la metoclopramida (antagonista del receptor de dopamina-2) atenuará el aumento de la Vc así como la reducción de la RVP, lo que provocará un aumento de la PAP. En esta condición, se reducirán la DLCO, Q y la tolerancia al ejercicio.

3. Métodos

Descripción general del estudio: este estudio utilizará un diseño cruzado doble ciego aleatorio en el que se realizarán mediciones en sujetos sanos en reposo y 2 cargas de trabajo (60 % y 85 % del VO2pico previamente determinado) con dopamina intravenosa (2 µg/kg/min), bloqueo del receptor de dopamina (20 mg de metoclopramida oral) o placebo (orden aleatorio). Los datos se recopilarán en 5 días diferentes durante un período de 2 a 3 semanas. Día 1: Prueba de función pulmonar y ejercicio gradual hasta el agotamiento. Día 2-4: Determinación de Vc en reposo y ejercicio con dopamina intravenosa, bloqueo del receptor de dopamina o placebo (orden aleatorio). Después de un breve período de descanso, se realizarán pruebas de tiempo hasta el agotamiento al 85% del VO2máx para caracterizar la tolerancia al ejercicio. Día 5: evaluación de la PAP mediante ecografía cardíaca en reposo y durante el ejercicio con dopamina intravenosa, bloqueo del receptor de dopamina o placebo (orden aleatorio).

Prueba de función pulmonar y ejercicio cardiopulmonar: los sujetos se someterán a una prueba de ejercicio graduada hasta el agotamiento voluntario para caracterizar la aptitud aeróbica (VO2pico) y una prueba de función pulmonar estándar para caracterizar los parámetros de función pulmonar.

Medición de DLCO y Vc durante el ejercicio: DLCO y Vc se medirán utilizando el método de apnea de DLCO de tensión de oxígeno múltiple (2) en reposo y durante el ejercicio de ciclismo al 60 % y al 85 % del VO2máx. Durante tres días diferentes, los participantes serán asignados aleatoriamente a cada una de las siguientes condiciones: 1) dopamina (2 μg/kg/min por vía intravenosa) y una píldora de placebo, 2) metoclopramida (20 mg por vía oral) y solución salina intravenosa, o 3) solución salina intravenosa y una pastilla de placebo. Durante cada carga de trabajo, los sujetos realizarán una maniobra de contención de la respiración DLCO durante seis segundos, repetida tres veces durante el ejercicio a diferentes tensiones de oxígeno (0,21, 0,40, 0,60; carga de trabajo y tensión de oxígeno aleatorias), lo que permite el cálculo de Vc y Dm. Las pruebas se distribuirán durante varios días para garantizar que no se acumule CO. La DLCO se corregirá para la hemoglobina y tenemos una experiencia considerable en la realización de estas pruebas.

La presión sistólica de la arteria pulmonar (PASP), PVR y Q: la ecocardiografía Doppler (PASP) se utilizará como una estimación no invasiva de la PAP en todas las condiciones de dopamina. PASP se evaluará en reposo y durante el ejercicio, y este método ha sido utilizado con éxito por nuestro grupo y otros en investigaciones anteriores(3,4). El PVR total se evaluará dividiendo PASP por Q en cualquier carga de trabajo dada. Q se evaluará mediante la cardiografía de impedancia Physioflow® (Manatec® Biomedical). En comparación con los métodos directos de Fick, la cardiografía de impedancia proporciona una determinación precisa de Q en reposo y durante el ejercicio.

Hemoglobina: dado que la DLCO se corregirá para la concentración de hemoglobina, se recolectará una pequeña muestra de sangre mediante un pinchazo en el dedo en reposo y durante el ejercicio y se analizará la concentración de hemoglobina utilizando un dispositivo de medición de hemoglobina portátil (HemoCue 201+, HemoCue AB, Angelholm, Suecia).