Estudio piloto de aptitud cardiorrespiratoria (CRF) para bomberos

Los bomberos están expuestos a factores estresantes metabólicos y cardiopulmonares extremos en el desempeño de su vocación que se reconoce que superan los peligros físicos o ambientales reales. La literatura médica actual sobre extinción de incendios destaca dos estadísticas citadas con frecuencia: (1) según el índice de masa corporal (IMC), se considera que más del 73-80 % de los bomberos tienen sobrepeso u obesidad, y (2) >45 % de la línea de bomberos. -Las muertes en servicio se deben a eventos cardiovasculares.

Este hallazgo con respecto al IMC ha sido ampliamente informado en los medios de EE. UU. después de haber sido publicado en una revista médica de los CDC de 2014. Tal hallazgo es particularmente relevante para los bomberos dado que existen estándares de desempeño cardiorrespiratorio recomendados para los bomberos, comúnmente 12 equivalentes metabólicos (MET) o consumo máximo de oxígeno durante el ejercicio aeróbico (VO2max) de 42 mL O2/kg de peso corporal/min. Como consecuencia, el incumplimiento de dicho estándar puede limitar la capacidad de un bombero para realizar (o ser empleado) en tareas de servicio completo según los requisitos de la estación de bomberos individual.

Las actividades de extinción de incendios representan del 1 al 5 % del tiempo de servicio de un bombero, pero resultan en el 32 % de las muertes de los bomberos. Esto es atribuible a las demandas físicas extremas de las actividades de extinción de incendios en las que el umbral anaeróbico (normalmente el 85 % de la frecuencia cardíaca máxima) puede superarse y mantenerse durante todo el enfrentamiento. Pocas profesiones, además de los atletas de élite, requieren este nivel de aptitud cardiorrespiratoria (CRF). Como tal, el CRF es de vital importancia para los bomberos y, sin embargo, rara vez, o nunca, se prueba de manera sistemática a lo largo de la carrera de un bombero individual.

La importancia vital de la CRF está bien establecida en la literatura médica, por lo que muchos abogan por su adición como un signo vital clínico. Los estudios epidemiológicos han demostrado una relación inversa entre la IRC y la enfermedad cardíaca coronaria (CC) y la mortalidad por todas las causas en individuos sanos. Hay beneficios para la salud incrementales a mayores niveles de condición física y menor morbilidad y mortalidad asociada con niveles más bajos de condición física. El estándar de condición física de 12 MET (el equivalente de un VO2max de 42 mL/kg/min) sigue siendo la métrica de prueba para los bomberos en las pautas NFPA 1582; se aplica a todos los candidatos, hombres o mujeres, y de cualquier edad. Mientras que un VO2max de 42 puede ser "bueno" a "excelente" para un hombre de 50 a 59 años, solo es "bueno" para un hombre de 40 a 49 años, y solo "aceptable" para un hombre de 30 a 39 o " pobres" para un hombre de 20 a 29 años. En las mujeres, un VO2max de 42 indica un nivel "bueno" de CRF para una mujer de 20 a 29 años y un CRF "superior" para una mujer de 50 a 59 años. Saber que el CRF disminuye inevitablemente con la edad argumenta que un bombero cuyo VO2máx es de 42 ml/kg/min a los 20 años disminuirá significativamente a los 50 años y plantea la cuestión de su capacidad para participar de manera segura en actividades de extinción de incendios a esa edad. Las medidas de CRF en los bomberos se beneficiarían del ajuste por edad y la estratificación por género. Esta investigación iniciaría ese proceso.

Si bien el IMC elevado se asocia con morbilidad y mortalidad por enfermedades cardiovasculares, se ha demostrado que el IMC es una métrica no específica de la composición corporal. Específicamente, el IMC "está limitado como índice de obesidad (grasa corporal) porque no tiene en cuenta la composición del peso corporal", y la concurrencia del IMC y el porcentaje de grasa corporal (% GC) se ve afectada por la edad, el sexo, el origen étnico, la y forma del cuerpo. La clasificación errónea de los bomberos como con sobrepeso y obesos según el IMC se ha discutido en varios estudios. Estos estudios utilizaron pruebas de bioimpedancia o calibradores de piel para la medición del %BF, métodos que se sabe que tienen niveles significativos de error en términos de falsos positivos y falsos negativos. Curiosamente, una serie de estos estudios citan un solo artículo con un tamaño de muestra de 39 individuos como validación de la bioimpedancia en comparación con la absorción de rayos X de energía dual (DXA), pero también informan que la DXA es el estándar de oro para la medición del %BF. Esta inexactitud del %BF en comparación con el IMC se abordó a fondo en un estudio de bomberos de EE. UU., lo que demuestra el potencial para la identificación de falsos positivos y falsos negativos de la obesidad en esta población; específicamente, informaron tasas de 15,4 % de falsos positivos y 18,2 % de falsos negativos en la identificación de obesidad cuando se identificó por IMC en lugar de BF%.

Las principales ventajas de usar el BMI en un entorno clínico incluyen la larga historia de uso del BMI y su costo extremadamente bajo (simplemente medir la altura y el peso de una persona). Sin embargo, la circunferencia de la cintura (CC) se mide fácilmente y ha demostrado una predicción comparable del riesgo cardiovascular en comparación con el IMC y en conjunto con él.10 Aunque la clasificación de la obesidad no ha sido realizada por WC, se ha identificado un riesgo cardiovascular elevado para hombres con WC> 102 cm y mujeres con WC> 88 cm. Más específicamente, las clasificaciones de WC de muy bajo, bajo, alto y muy alto han sido desarrollado. A los fines de este estudio, las medidas de CC dentro de las clasificaciones alta y muy alta se consideran obesas, y esta población (CC > 100 cm en hombres, CC > 90 cm en mujeres) representa una población similar a aquellas identificadas con un mayor riesgo cardiovascular. .

El Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (NHLBI, por sus siglas en inglés), cuya revisión sistemática de 2013 señaló, "los estudios que usan el IMC y Se necesita la circunferencia de la cintura en comparación con medidas más válidas del porcentaje de grasa corporal para examinar el papel predictivo de varias medidas de adiposidad". Sin embargo, se encontraron fuertes correlaciones entre las métricas de composición corporal y el CRF en un estudio reciente en bomberos brasileños y, en este caso, el IMC se consideró un sustituto adecuado para otros métodos de composición corporal que evalúan la composición corporal. Una limitación de este estudio fue que utilizó la prueba del calibrador cutáneo para la medición del % de BF y una prueba de ejercicio no basada en la respiración para estimar indirectamente el VO2máx. Por lo tanto, existe una necesidad evidente de aclarar cuál de varias medidas potenciales de composición corporal predice mejor la CRF, con los bomberos sirviendo como una población relevante para el estudio. Hasta donde sabemos, no hay estudios que utilicen el estándar de criterio aceptado de escaneo dual de absorción de energía de rayos X (DXA) junto con pruebas de VO2max medidas que permitirían unir estas dos métricas en una medida de referencia de condición física y delgadez.

DXA es una tecnología ampliamente disponible que es relativamente económica en comparación con otras tecnologías de diagnóstico, es segura y puede medir con precisión el % de BF. Los estudios DXA se pueden completar en menos de diez minutos y proporcionan datos que son válidos y reproducibles a lo largo del tiempo. La radiación de una exploración DXA es menor que la recibida por la exposición ambiental de rutina en un solo día. Los estadounidenses suelen recibir aproximadamente 3,0 milisieverts (mSv) de exposición a la radiación anualmente de la radiación cósmica, el radón doméstico y otras fuentes ambientales. Esto no incluye fuentes electivas de imágenes de diagnóstico. La exposición a la radiación de una exploración DXA es de ~0,005 mSv, aproximadamente una décima parte de la de una sola radiografía de tórax (CXR). 19 En comparación, una tomografía computarizada de la pelvis, el tórax o el abdomen puede exponer al paciente a 6,0 -10,0 mSv en un estudio (el equivalente a 2-3 años de exposición ambiental en un solo estudio médico). Una tomografía computarizada de la cabeza es ~2.0 mSv.20 Una serie de rayos X de la columna lumbar es ~1.5 mSv y una sola radiografía de tórax (CXR) PA (posterior-anterior) es ~0.06 mSv. El precepto de Tan bajo como sea razonablemente posible (ALARA) para minimizar la exposición a la radiación se respeta fácilmente en el caso de la exploración DXA debido a las exposiciones mSv extremadamente bajas. El informe y el resumen ejecutivo de los Efectos biológicos de la radiación ionizante (BEIR) VII proporcionan recomendaciones definitivas con respecto a la exposición a la radiación y el riesgo de cáncer.

DXA ha sido identificado como un método preciso para medir el %BF, con el beneficio adicional de medir también el porcentaje de masa corporal magra (LBM%) y, por supuesto, también la densidad mineral ósea (DMO). Esto está respaldado por numerosos estudios que incluyen BF% medido por DXA como referencia frente a su variable de estudio de interés. La obesidad se ha definido para % BF por categorías de edad, con clasificaciones de baja, media, alta y obesidad, donde la parte inferior del rango bajo es el mínimo de grasa corporal esencial. Por otro lado, el % de LBM no se ha estudiado de forma exhaustiva en correlación con la obesidad en adultos, aunque se han realizado trabajos contemporáneos para estimar el % de LBM en niños y adolescentes.

Como tal, este estudio tiene como objetivo abordar qué métodos de composición corporal se correlacionan mejor con CRF en los bomberos. Los investigadores plantean la hipótesis de que el %BF se correlacionará mejor con las métricas de CRF que los métodos de composición corporal tradicionales (pero tecnológicamente obsoletos), como el IMC o la circunferencia de la cintura (WC), y además junto con la medición del % LBM. Además, los investigadores plantean la hipótesis de que estos datos, junto con los datos demográficos, laborales, de actividad física y de historial médico, pueden comprender una métrica simplificada (una puntuación de aptitud cardiorrespiratoria) para estimar el CRF de los bomberos. En este contexto, se generará un análisis de costos de los métodos de vigilancia evaluados.

El riesgo cardiovascular se evaluó previamente en el contexto de CRF, pero no específicamente en términos de correlación entre el VO2max y las medidas de riesgo cardiovascular en los bomberos. Más recientemente, Yang et al. informaron una disminución significativa del riesgo cardiovascular en una población de bomberos en relación con un mayor número de flexiones realizadas.24 Una medida bien aceptada del riesgo cardiovascular en adultos es la puntuación de riesgo de Framingham, que estima un porcentaje de riesgo de enfermedad cardiovascular durante 10 años en función de la edad, las medidas de colesterol sérico, la presión arterial, los antecedentes de diabetes y el tabaquismo; esta herramienta a menudo se considera el estándar de oro para evaluar el riesgo de enfermedad cardiovascular a 10 años.25 Los estudios han demostrado una asociación inversa entre CRF, en términos de VO2max o de otro tipo, y la puntuación de riesgo de Framingham, en una variedad de poblaciones, incluidos hombres, mujeres , y diabéticos.26-30 En particular, Gander et al. (2017) analizaron específicamente la utilidad adicional de correlacionar el riesgo de Framingham con la aptitud cardiorrespiratoria estimada en una población masculina asintomática, que hasta cierto punto puede imitar a gran parte de la población de bomberos, en la que la mayoría son principalmente hombres y asintomáticos.31 Este estudio tiene como objetivo agregar a la base de literatura que demuestra que una mayor aptitud cardiorrespiratoria se correlaciona con un menor riesgo cardiovascular, pero únicamente en el contexto de la población de bomberos. Dado que la aptitud cardiorrespiratoria es una buena medida del desempeño, la demostración simultánea de un riesgo cardiovascular reducido de manera rentable puede agregar un valor significativo a la evaluación de los bomberos, en quienes se han identificado estos riesgos más elevados.

Los resultados de este análisis proporcionarán datos piloto e informarán el trabajo futuro para evaluar si proporcionar datos más precisos sobre la composición corporal puede conducir a reducciones más efectivas en el riesgo cardiorrespiratorio en esta población. Este estudio tiene el beneficio adicional de crear la disponibilidad de la composición corporal de tres compartimentos (masa grasa, masa magra, contenido mineral óseo) DXA en nuestra institución, donde este estudio no se realiza actualmente a pesar de que la tecnología requerida ya se está utilizando para estudios óseos.