En los pacientes con insuficiencia ventricular izquierda durante el ejercicio, la presión vascular pulmonar aumenta de forma más marcada que en los sujetos normales.1,2 En efecto, el ventrículo izquierdo se dilata temprana y significativamente durante el ejercicio1 debido a un aumento del retorno venoso, de la presión arterial sistémica, de los niveles de catecolaminas y del volumen sanguíneo central, y a la incapacidad del corazón para mantener el ritmo de trabajo cardíaco que resulta del aumento de la frecuencia cardíaca y del acortamiento del período diastólico. Por lo tanto, la fuga de líquido de la vasculatura pulmonar hacia el intersticio pulmonar podría aumentar en función del aumento de la presión transcapilar del líquido. La cantidad de líquido extravascular pulmonar es una función del equilibrio entre la filtración de líquido capilar pulmonar y la eliminación de líquido del intersticio pulmonar.3,4 La posibilidad de desarrollar un edema pulmonar inducido por el ejercicio como resultado de un aumento de la presión de líquido transcapilar debería depender del nivel de ejercicio realizado y de la gravedad de la insuficiencia cardíaca (IC).5 El líquido debería reabsorberse del espacio intersticial y del alvéolo cuando la presión de líquido transcapilar disminuye en la recuperación del ejercicio. El tiempo para eliminar el aumento del edema pulmonar inducido por el ejercicio, cuando éste finaliza, debe depender de la reversión de la elevación de la presión inducida por el ejercicio y de la cantidad de líquido transudado durante el mismo. En los pacientes más comprometidos debería producirse un tiempo de recuperación más prolongado. Para comprobar esta hipótesis, medimos la capacidad de difusión del monóxido de carbono (DLco) y sus componentes, con especial atención a la conductancia específica de la membrana (Dm), antes del ejercicio y 2 minutos y 1 hora después del mismo en pacientes con IC y en un grupo emparejado de sujetos normales. Nuestro objetivo era determinar si la conductancia de membrana (Dm) se reducía durante el período posterior al ejercicio en la IC en comparación con los sujetos normales de control y, en caso afirmativo, si su disminución estaba relacionada con la gravedad de la IC.

Métodos

Población de estudio

En el estudio participaron 30 pacientes con IC crónica y 10 voluntarios sanos. Los pacientes pertenecían a una cohorte de sujetos con IC seguidos regularmente en nuestra unidad de IC. Todos los sujetos fueron evaluados previamente mediante pruebas de ejercicio cardiopulmonar (CPET) en nuestro laboratorio. Los criterios de inclusión en el estudio para los pacientes con IC crónica fueron la clase II o III de la New York Heart Association; un tratamiento farmacológico optimizado y adaptado a cada caso; condiciones clínicas estables durante al menos 2 meses, confirmadas por la ausencia de edema relevante, peso corporal estable y gasto urinario; capacidad para realizar una prueba de esfuerzo cardiopulmonar; y ausencia de antecedentes o documentación clínica de embolia pulmonar o valvulopatía primaria, enfermedad pericárdica, enfermedad pulmonar obstructiva grave, enfermedad vascular periférica significativa, angina inducida por el ejercicio, cambios del ST o arritmias graves. Los pacientes con insuficiencia cardíaca se agruparon según los siguientes criterios (1) respiración periódica (RP), definida como la presencia de una oscilación periódica inducida por el ejercicio en la ventilación, el V̇o2 y el V̇co2 y la relación de intercambio de gases; (2) IC grave, definida como pacientes con IC con un pico de V̇o2 <15 mL – min-1 – kg-1 sin intercambio de gases oscilatorio; y (3) IC moderada, definida como pacientes con IC con un pico de V̇o2 entre 15 y 20 mL – min-1 – kg-1. Los pacientes con un pico de V̇o2 >20 mL – min-1 – kg-1 no se incluyeron en el estudio. Los sujetos normales, que consistían en personal del hospital y familiares de los pacientes, sirvieron como controles. Todos tenían experiencia previa con CPET en nuestro laboratorio. Las características de los sujetos se recogen en la Tabla 1. La fracción de eyección del ventrículo izquierdo se evaluó mediante ecocardiografía (Tabla 1). El estudio fue aprobado por el comité ético local. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito para participar en el estudio.

Difusión pulmonar

Todos los sujetos fueron evaluados mediante pruebas de función pulmonar estándar, que incluían la DLco medida con la técnica de flujo espiratorio constante en una sola respiración (Sensor Medics 2200).6 También se midieron los subcomponentes de la difusión, el volumen capilar (Vc) y la Dm, mediante la aplicación del método de Roughton y Forster.7 Para ello, los sujetos inspiraron mezclas de gas que contenían un 0,3% de CH4 y un 0,3% de CO, con 3 fracciones diferentes de oxígeno iguales al 20%, 40% y 60%, respectivamente, y equilibradas con nitrógeno.

Protocolo de rampa de CPET

Se llevó a cabo un CPET en el que el ritmo de trabajo se incrementó en un patrón de rampa después de 3 minutos de descanso y 3 minutos de ciclismo sin carga en un ergómetro para bicicletas (Ergo 800S Sensor Medics). Se midieron el O2, el CO2 y la ventilación espiratoria (V̇e) respiración a respiración. También se registró un ECG de 12 derivaciones del que se obtuvo la frecuencia cardíaca (V-Max, Sensor Medics). Se animó a los pacientes a realizar una prueba máxima, pero ellos mismos determinaron cuándo sus síntomas eran tan graves que era necesario dejar de pedalear. Al final de la prueba, se pidió al paciente que indicara el síntoma principal que le llevó a dejar el ejercicio. En concreto, se preguntó por el dolor torácico, la fatiga y la disnea. El ritmo de aumento del ritmo de trabajo durante la prueba se decidió en función del estado clínico del paciente y de los resultados de las pruebas anteriores. El objetivo era alcanzar el ejercicio máximo en ≈10 minutos. Si la duración de la prueba era >12 o <8 minutos, la prueba se repetía al día siguiente con el aumento de la frecuencia de trabajo ajustado según fuera necesario. El ejercicio máximo se consideró el mayor V̇o2 alcanzado. El umbral anaeróbico se midió con el análisis de la pendiente V a partir del gráfico de V̇co2 frente a V̇o2 en escalas iguales.8 El valor del umbral anaeróbico se confirmó mediante los equivalentes ventilatorios (aumento de V̇e/V̇o2 con un V̇e/V̇co2 constante) y de la presión tisular (aumento de Po2 tisular con Pco2 tisular constante). La relación V̇o2/ritmo de trabajo se evaluó a lo largo de todo el ejercicio, durante el período de rampa, tras eliminar el aumento del ritmo de trabajo durante los primeros 45 segundos para tener en cuenta la constante de tiempo de la respuesta del V̇o2 al aumento del ritmo de trabajo.9 La pendiente del V̇e frente al V̇co2 se calculó como la pendiente de la relación lineal entre el V̇e y el V̇co2 desde el inicio del ejercicio con carga hasta el final del período de amortiguación isocápnico. Dos expertos leyeron independientemente cada prueba, y los resultados se promediaron.

Protocolo CPET de ritmo de trabajo constante

También se realizó un CPET de ritmo de trabajo constante. La tasa de trabajo del CPET de tasa de trabajo constante se seleccionó como aquella que daba un V̇o2 aproximadamente a medio camino entre el ejercicio máximo y el umbral anaeróbico, de acuerdo con la siguiente fórmula:

donde WRc es la tasa de trabajo de la prueba de tasa de trabajo constante, PeakWR es la tasa de trabajo de ejercicio máximo-0,75×rampas de trabajo/minuto, ATWR es la tasa de trabajo del umbral anaeróbico-0,75×rampas de trabajo/minuto, y 0,75 es la constante de tiempo media calculada, en minutos, para el V̇o2 en respuesta al aumento de la tasa de trabajo.9 Se pidió a los pacientes que realizaran la prueba de ritmo de trabajo constante durante 10 minutos.

Diseño del estudio

Día 1

Todos los sujetos se sometieron a una cuidadosa evaluación clínica, a la valoración de la función pulmonar en reposo y a una sesión de aprendizaje para las mediciones de DLco. Después, cada sujeto se sometió a un protocolo de CPET con rampa para agrupar a los pacientes según la gravedad de la IC y obtener datos para calcular la tasa de trabajo para el protocolo de tasa de trabajo constante que se utilizaría el día 2.

Día 2

Los pacientes se sometieron a un protocolo de CPET de tasa de trabajo constante de 10 minutos. La DLco, la Dm y la Vc se midieron mientras los sujetos estaban sentados en el cicloergómetro antes del CPET de ritmo de trabajo constante y entre 2 y 8 minutos (denominados 2 minutos o «temprano») y 1 hora después. Si las mediciones de DLco para las 3 pruebas de Fio2 no se ajustaban al análisis lineal teórico de 3 puntos entre 1/DLco y Fio2, se repetían las mediciones.

Análisis estadístico

Los datos reportados son media±SEM. Las diferencias intragrupo e intergrupo se evaluaron mediante ANOVA seguido de una prueba t no apareada o apareada, según el caso. Las diferencias con respecto a cero se evaluaron mediante un análisis de diferencias.

Resultados

Dos pacientes interrumpieron el ejercicio debido a la disnea, mientras que todos los demás motivos de interrupción se debieron a la fatiga (los pacientes con dolor torácico inducido por el ejercicio se excluyeron del estudio). Los resultados del protocolo de rampa de CPET se presentan en la tabla 2. La gravedad de la IC fue mayor en los pacientes con PB y menor en los pacientes con IC moderada. La V̇o2 máxima, la V̇o2 en el umbral anaeróbico y la tasa de trabajo máxima alcanzada fueron las más bajas en los pacientes con PB y aumentaron progresivamente con una IC menos grave hasta alcanzar los valores normales de los sujetos normales (tabla 2). Los aumentos en la capacidad de ejercicio de los pacientes con PB a los pacientes con IC grave, a los pacientes con IC moderada y, finalmente, a los sujetos normales, fueron significativos.10-13

La relación ΔV̇o2/Δvelocidad de trabajo aumentó igualmente de forma progresiva desde los valores más bajos en los pacientes con PB hasta los valores normales de 9,9 mL – min-1 – W-1 en los sujetos normales. Así, los pacientes con PB tuvieron la mayor disminución en la utilización de O2, y este déficit se redujo con la IC menos grave.9

La pendiente de la V̇e frente a la V̇co2, un fuerte indicador pronóstico de la IC independiente de la V̇o2 máxima,14,15 fue significativamente elevada en los pacientes con PB, elevada pero en menor grado en los pacientes con IC grave, y normal en los pacientes con IC moderada y en los sujetos normales (tabla 2). El ritmo de trabajo del ejercicio a ritmo constante fue menor cuanto mayor era la gravedad de la enfermedad (tabla 3).

El CPET de ritmo de trabajo constante duró, según lo programado, 10 minutos en todos los pacientes menos en 7 (2 pacientes con PB, 3 pacientes con IC grave y 2 pacientes con IC moderada); en estos pacientes, el CPET constante duró al menos 8 minutos. La V̇o2 alcanzada al final del ejercicio de ritmo de trabajo constante (tabla 3) fue aproximadamente igual al pico de V̇o2 medido en el protocolo de rampa (tabla 2).

En la recuperación temprana (2 a 8 minutos) y tardía (1 hora) del ejercicio de ritmo de trabajo constante, la DLco no cambió significativamente. Los sujetos normales presentaron un aumento de la DLco poco después del ejercicio (figura 2). La Dm disminuyó en todos los sujetos con IC inmediatamente después del ejercicio, en contraste con los sujetos normales (Figura 3). La reducción fue más marcada en los pacientes con PB. Al cabo de 1 hora, la Dm seguía siendo baja sólo en los pacientes con PB (figura 3). El Vc aumentó en todos los grupos inmediatamente después del ejercicio, con un aumento mayor en los pacientes con IC moderada (figura 4). Una hora después del ejercicio, el Vc permaneció elevado sólo en los pacientes con PB (Figura 4). Inmediatamente después del ejercicio, la Dm/Vc disminuyó en todos los grupos de IC, pero no se modificó en los sujetos normales (figura 5). La reducción fue mayor en los pacientes con PB (P<0,02 frente a los pacientes con IC moderada y grave). La Dm/Vc se mantuvo reducida a la hora de la recuperación sólo en los pacientes con PB (figura 5).

Discusión

Las evidencias fisiológicas de edema pulmonar inducido por el ejercicio, evaluadas como cambios en el componente de membrana de la capacidad de difusión, están presentes en los sujetos con IC y, en mayor medida, en los pacientes con IC con PB. Aparentemente, la reabsorción completa del líquido del edema pulmonar necesita más de 1 hora para que la Dm y la Dm/Vc vuelvan a los niveles previos al ejercicio en los pacientes con IC y PB que se someten a él. Los individuos normales no desarrollan reducciones de Dm o Dm/Vc después del ejercicio.

Los pacientes con IC se agruparon según el pico de V̇o2 o según la presencia de PB inducida por el ejercicio. Este último grupo presentaba una IC más grave, como sugieren varios hallazgos, entre ellos (1) una clase de la New York Heart Association más alta, (2) una DLco y Dm en reposo más bajas, (3) un pico de V̇o2 y un V̇o2 en el umbral anaeróbico más bajos, (4) una tasa de trabajo alcanzada más baja, (5) una relación ΔV̇o2/Δfrecuencia de trabajo más baja, y (6) una pendiente de V̇e versus V̇co2 más alta. Aunque la clasificación de la New York Heart Association ha sido la más utilizada en medicina clínica durante muchos años,16 se han correlacionado otras medidas fisiológicas del pronóstico de la IC con la capacidad de ejercicio, como el V̇o2 máximo, el V̇o2 en el umbral anaeróbico la tasa de trabajo alcanzada,10-13 la relación ΔV̇o2/Δ tasa de trabajo (un indicador de la eficiencia del suministro de oxígeno a los músculos periféricos) y, por último, la pendiente de V̇e frente a V̇co2 desde el ciclismo sin carga hasta el punto de compensación ventilatoria, un indicador de la eficiencia de la ventilación.14-17 Parece que la DLco, en particular el cambio del componente Dm con el ejercicio, puede incluirse entre los predictores de la gravedad y el pronóstico de la IC.17-21

Para inducir el edema pulmonar, pedimos a todos los sujetos que realizaran un CPET constante de alta tasa de trabajo que debía durar 10 minutos. De hecho, la tasa de trabajo elegida estaba entre el umbral anaeróbico y el ejercicio máximo. Casi todos los sujetos realizaron 10 minutos de ejercicio a este nivel. La V̇o2 fue similar a la V̇o2 máxima medida con el CPET de protocolo de rampa.

Poco después del ejercicio intenso, la DLco aumentó en los sujetos normales debido a los aumentos tanto de la Vc como de la Dm, aunque esta última fue sólo una tendencia. La DLco no cambió en los pacientes con IC poco después del ejercicio. Esta observación es coherente con el hecho de que, a diferencia de los pacientes con enfermedad pulmonar crónica y los atletas de élite, la desaturación de la hemoglobina rara vez se observa durante el ejercicio en los pacientes con IC estable y en los sujetos normales.21 Esto está documentado incluso en los pacientes con IC grave.22 Varios hechos pueden explicar por qué la desaturación de la hemoglobina no se observa en los pacientes con IC durante el ejercicio: (1) la reducción de la Dm es relativamente pequeña, (2) el tiempo de tránsito pulmonar de los hematíes es lento y (3) el Vc aumenta. De hecho, en la IC, la reducción observada de la Dm va acompañada de un aumento del Vc (figura 4)23 , de modo que la DLco permanece constante. El aumento del Vc inducido por el ejercicio se debe presumiblemente al reclutamiento de los vasos pulmonares.23 Esto ocurrió en menor grado en los pacientes con IC más grave, lo que sugiere una capacidad limitada de reclutamiento de los vasos pulmonares en los pacientes con IC grave. Se observó una reducción significativa de la DLco en los sujetos con PB inducida por el ejercicio y con IC severa 1 hora después del ejercicio (Figura 2). Esto se debió a la persistencia de una Dm reducida con un aumento menor de Vc en comparación con la medición de recuperación temprana.

En los pacientes con IC crónica, los valores bajos de DLco y Dm y sus cambios debidos a la terapia no se cree que estén relacionados con el contenido de líquido alveolar-capilar.24 En cambio, las reducciones agudas y de corta duración de Dm y Dm/Vc inducidas por el ejercicio están probablemente relacionadas con la formación de edema pulmonar durante el ejercicio. De hecho, la acumulación de líquido durante la formación del edema pulmonar es un fenómeno progresivo causado por el desequilibrio entre la filtración y la eliminación de líquido. Al principio, el líquido se acumula en el compartimento intersticial más flexible que rodea los bronquiolos, las arteriolas y las vénulas. Más tarde, el líquido se acumula en el espacio intersticial menos flexible del tabique alveolo-capilar, lo que, si el aumento de la presión intersticial es suficiente, podría provocar una inundación alveolar.25 Los cambios en Dm y Dm/Vc implican que los individuos normales no desarrollan un edema pulmonar durante 10 minutos de ejercicio intenso, mientras que los pacientes con IC suelen hacerlo. También parece que la tendencia a desarrollar un edema pulmonar con el ejercicio es mayor en los pacientes con PB. Se había propuesto que los pacientes con IC con PB probablemente funcionan en la rama descendente de la curva de Starling; por lo tanto, estarían más fácilmente sujetos a aumentos de la presión capilar pulmonar y al edema pulmonar inducido por el ejercicio cuando el retorno venoso aumenta con el ejercicio.2

Los pacientes con PB inducida por el ejercicio aparentemente reabsorben el edema pulmonar en la recuperación de forma relativamente lenta, de modo que incluso después de 1 hora, la Dm se mantuvo reducida. Esto apoya la perspectiva generalizada de que los pacientes con IC con PB se encuentran entre los pacientes con IC más graves y probablemente necesitan una observación prolongada después del ejercicio. Dado que la PB inducida por el ejercicio es detectable desde el inicio del mismo, desapareciendo a medida que la tasa de trabajo se incrementa por encima del umbral anaeróbico, la evaluación de la IC en este grupo no requiere una prueba de ejercicio de esfuerzo máximo para clasificar adecuadamente la gravedad de la IC en estos pacientes.26

En conclusión, encontramos que la Dm y la Dm/Vc disminuyeron transitoriamente después de un ejercicio de gran intensidad en los pacientes con IC, pero no en los sujetos de control. Esta disminución de la conductancia a través de la barrera alveolar-capilar es coherente con el desarrollo de un edema pulmonar inducido por el ejercicio. Las reducciones fueron transitorias, pero fueron más marcadas y duraderas en los pacientes con IC con un patrón respiratorio oscilatorio o de PB inducido por el ejercicio.

Notas