Ejercicio respiratorio contra la disnea en pacientes con insuficiencia cardíaca para mejorar la quimiosensibilidad (Breathe-HF)

FONDO

La ineficiencia ventilatoria, más comúnmente cuantificada como un aumento de la ventilación (V̇E) a la pendiente de exhalación de dióxido de carbono (V̇CO2) durante el ejercicio, es un hito de los pacientes con insuficiencia cardíaca con fracción de eyección reducida y preservada (HFrEF, HFpEF).[1] Numerosos estudios han encontrado que las pendientes más altas de V̇E/V̇CO2 se relacionan con un pronóstico más precario.[2-4] Los componentes de la pendiente V̇E/V̇CO2 son la presión parcial de CO2 arterial (PaCO2), que se ve afectada por la hiperventilación, y la relación espacio muerto pulmonar/volumen corriente (VD/VT) que se ve afectada por las anomalías de la perfusión pulmonar.[5] La respuesta exagerada en la ventilación de los pacientes con HFrEF puede deberse a la hipersensibilidad de los quimiorreceptores al CO2,[6] y/o una hiperactividad nerviosa simpática que se encuentra comúnmente en los pacientes con HFrEF, basada en una mayor activación de los metaborreceptores en los músculos periféricos en respuesta al aumento del metabolismo anaeróbico. [7] Se ha sugerido que la hiperactividad nerviosa simpática crónica reduce la capacidad aeróbica de los músculos esqueléticos en función de la reducción de la capilarización[8] y la reducción del flujo de glóbulos rojos[9], lo que lleva a un cambio en el tipo de fibra muscular hacia un contenido más bajo de fibras tipo I.[10] El metabolismo muscular anaeróbico resultante conduce a una mayor fatigabilidad muscular[11] y acidosis ya a niveles bajos de ejercicio, lo que desencadena respuestas exageradas en la ventilación.[12] La hiperventilación, por otro lado, es bien conocida por estimular la actividad nerviosa simpática, por lo que continúa el círculo vicioso de la actividad nerviosa simpática que impulsa la hiperventilación y la hiperventilación que activa la actividad nerviosa simpática.[13] Esto sugiere que la hiperventilación no solo puede ser una consecuencia de una mala función del ventrículo izquierdo (VI), sino también un factor determinante.

Además de las terapias farmacéuticas y las intervenciones electrofisiológicas, se ha encontrado que la terapia con ejercicios tiene efectos beneficiosos sobre los parámetros hemodinámicos y ventilatorios en pacientes con HFrEF[14] e HFpEF por igual.[15] Se cree que los principales mecanismos del ejercicio son la reducción de la resistencia periférica y, por lo tanto, la poscarga cardíaca mediante la mejora de la función endotelial, el aumento de la capilarización que conduce a una mejor oxigenación de los músculos esqueléticos y un mejor metabolismo aeróbico.[16] A pesar de los efectos beneficiosos del entrenamiento físico tanto en el ámbito del centro como en el hogar,[17, 18] se ha encontrado que la adherencia a la actividad física es deficiente entre los pacientes con IC-FEr.[19] Sorprendentemente, pocos estudios se han centrado directamente en la ventilación con enfoques terapéuticos. Solo tres estudios han evaluado los efectos del entrenamiento de respiración lenta sobre la función cardiorrespiratoria.[20, 21] Estos estudios encontraron una función física mejorada, presión arterial pulmonar y sanguínea reducida, fracción de eyección (FE) aumentada,[20, 22] eficiencia ventilatoria mejorada[20] y apnea del sueño reducida.[22] Además, encontraron una mejor regulación del sistema nervioso autónomo al reducir el impulso simpático y aumentar la actividad vagal.[23] Se desconoce si la respiración lenta puede aumentar la PaCO2 lo suficiente como para cambiar la sensibilidad o el punto de referencia de los quimiorreceptores. Por otro lado, se ha encontrado que el entrenamiento en apnea produce grandes cambios en los niveles de PaCO2 tolerados por los quimiorreceptores en reposo y durante el ejercicio.[24, 25] Sin embargo, hasta la fecha no hay estudios publicados que hayan implementado la apnea en un entrenamiento respiratorio en pacientes con IC. Además, estudios previos no han investigado si el efecto de la respiración lenta en la mejora de la pendiente V̇E/V̇CO2 se debió a un aumento crónico de la PaCO2 o a una disminución del espacio muerto ventilatorio.

HIPÓTESIS

Los investigadores plantean la hipótesis de que un entrenamiento de 12 semanas con respiración nasal lenta seguida de apnea al final de la espiración basado en la educación, la introducción en un centro y un entrenamiento de respiración de 15 min/día en el hogar será eficaz para reducir la respuesta ventilatoria exagerada al ejercicio.

MÉTODOS

Diseño del estudio

Estudio prospectivo aleatorizado controlado. Los pacientes elegibles se identifican durante su revisión anual en la Clínica de Insuficiencia Cardíaca y Cardiología Preventiva del Inselspital en Berna. Los pacientes serán aleatorizados 1:1 (estratificados por HFrEF/HFpEF y sexo) a un grupo de intervención y control. Los pacientes en el grupo de intervención realizan el entrenamiento de respiración además de la atención estándar y los del grupo de control reciben atención estándar y se les ofrece el entrenamiento de respiración después del final del estudio. El diseño del estudio y la intervención respiratoria se desarrollaron con la participación directa de un grupo de pacientes (del estudio piloto).

Intervención respiratoria

El entrenamiento de modulación del patrón respiratorio se realiza en casa durante 12 semanas dos veces al día durante 15 min por sesión y consta de tres componentes: 1) educación sobre la ventilación anormal en la insuficiencia cardíaca, el efecto de la ventilación sobre la PaCO2 y el sistema nervioso autónomo y la sensibilidad de los quimiorreceptores ; 2) 1-3 sesiones de entrenamiento presencial guiado y monitorizado con respiración abdominal nasal lenta y apnea intermitente apoyada en el chaleco Healer (L.I.F.E., Milán, Italia) midiendo electrocardiograma (ECG), y excursiones torácicas a nivel del xifoides, manubrio torácico y abdomen; 3) entrenamiento de apnea independiente en el hogar respaldado por folletos, videos y llamadas telefónicas semanales para monitorear el progreso y la adherencia, responder preguntas y alentar una mayor progresión con la duración de la apnea.

Mediciones

Las mediciones se realizan durante la visita 1 antes y la visita 2 al final del período de intervención.

Prueba de ejercicio cardiopulmonar (CPET)

Los CPET se realizan en un cicloergómetro de acuerdo con las recomendaciones de la American Heart Association.[38] Las pruebas de rampa se realizan como se describió anteriormente.[31] El consumo de O2 y la producción de CO2 se medirán de forma continua en un sistema espirométrico abierto (Quark, Cosmed, Roma, Italia) y se registrarán como valores medios durante 8 respiraciones. Cada 2 min, se pregunta a los pacientes sobre su percepción de la disnea en la escala de Borg modificada. La pendiente de V̇E/V̇CO2 desde el reposo hasta el umbral ventilatorio 2 (VT2), el VO2 pico y el VO2 en VT1 se determinan como se describió anteriormente.[31]

análisis de sangre

Se obtienen muestras de sangre de la vena antecubital para análisis de hemoglobina y NT-proBNP. Se extrae sangre arterializada del lóbulo de la oreja en reposo y ejercicio máximo para análisis de PaCO2, oxígeno (PaO2), bicarbonato y pH.

Sensibilidad de los quimiorreceptores

La sensibilidad de los quimiorreceptores se mide mediante un protocolo de reinhalación.[39] Los sujetos descansan en decúbito supino y respiran a través de una boquilla de un sistema espirométrico abierto (Innocor, Cosmed, Roma, Italia). Con la válvula de 3 vías abierta al aire ambiente, la prueba comienza con 2 a 5 minutos de hiperventilación, lo que permite que caiga la presión parcial de CO2 al final de la espiración (PETCO2). Después de la hiperventilación, el sujeto respira cómodamente, mientras que la válvula de 3 vías se cambia a la bolsa de reinhalación. El equilibrio de la PCO2 en la bolsa, los pulmones y la sangre arterial a la sangre venosa mixta se logra mediante tres respiraciones profundas. Durante los minutos siguientes, se permite que aumente el PETCO2, mientras que el PETO2 se fija a 150 mmHg durante la prueba hiperóxica y a 50 mmHg durante una segunda prueba hipóxica mediante la alimentación de O2 al 100 % en el circuito a través de un puerto en la bolsa de reinhalación. Las respuestas quimiorreflejas centrales y periféricas al CO2 se estiman por la diferencia entre la respuesta ventilatoria hiperóxica e hipóxica.[40, 41]

Resultados informados por el paciente

El Cuestionario de Cardiomiopatía de Kansas City (KCCQ) se completa durante la visita 1 y la visita 2 para evaluar la calidad de vida y la disnea. Durante la visita 2, se realiza una entrevista estructurada con el paciente para evaluar la viabilidad y las barreras con el entrenamiento respiratorio. La adherencia al entrenamiento es monitoreada en base a la información verbal de los pacientes durante las llamadas telefónicas semanales.

Variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV) y frecuencia respiratoria (BF)

La VFC se mide a partir de un ECG de 24 horas registrado con el chaleco Healer (L.I.F.E., Milán, Italia) y se analiza a partir de un segmento durante una fase de sueño profundo, como lo describió previamente el grupo de investigadores.[42] Potencia de baja frecuencia (LF, ms2, 0,04-0,15 Hz), potencia de alta frecuencia (HF, ms2, 0,15-0,4 Hz), y se analizan los LF/HF [43]. BF se mide con galgas extensométricas del chaleco Healer.

RESULTADOS

El resultado primario es la pendiente de V̇E/V̇CO2 analizada por ANCOVA con medidas repetidas corregidas para los valores iniciales y EF y sexo.

Los resultados secundarios son el nadir de la relación V̇E/V̇CO2, patrón de respiración, VD/VT, VO2 máximo, VO2 en VT1, PETCO2 en reposo, sensibilidad de quimiorreceptores periféricos y centrales, gases en sangre arterial, NT-proBNP, frecuencia cardíaca, HRV, ventrículo prematuro latidos de ECG de 24 horas, KCCQ, factibilidad y adherencia.

REFERENCIAS

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