Actividad física, capacidad oxidativa muscular y calcio arterial coronario en fumadores con y sin EPOC

Introducción

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una de las principales causas de hospitalización y mortalidad en los Estados Unidos.¹ De todas las comorbilidades relacionadas con la EPOC, las enfermedades vasculares y cardíacas se encuentran entre las más prevalentes, y la enfermedad de las arterias coronarias afecta a uno de cada seis pacientes con EPOC.^2,3 y un riesgo de rigidez arterial que aumenta con la gravedad de la enfermedad de EPOC.⁴ También hay evidencia de que los pacientes con enfermedad vascular y EPOC tienen un riesgo dos veces mayor de morbilidad y mortalidad en relación con la población general.⁵ De hecho, un análisis reciente de ~7000 pacientes reveló un riesgo tres veces mayor de mortalidad en aquellos con EPOC grave simultánea y calcio arterial coronario (CAC) alto en relación con la EPOC grave sola.⁶ En conjunto, los datos sugieren que el mayor riesgo de mortalidad en la EPOC puede no ser la enfermedad pulmonar per se, sino su asociación con la enfermedad cardiovascular (ECV).^5,6

Los mecanismos que sustentan el riesgo de ECV en la EPOC no se conocen bien. Ambas enfermedades comparten factores de riesgo (p. ej., tabaquismo) y patologías comunes (p. ej., una inflamación sistémica persistente de bajo grado) .⁷ Sin embargo, la EPOC se caracteriza adicionalmente por inflamación y remodelación de las vías respiratorias (es decir, bronquitis crónica) y/o daño parenquimatoso (es decir, enfisema)⁸ provocando disnea de esfuerzo.⁹ La intolerancia al ejercicio resultante conduce a la inactividad física, pérdida de condición física y un empeoramiento posterior de los síntomas respiratorios en una espiral descendente de declive físico.¹⁰ La inactividad física predice de forma independiente la enfermedad de las arterias coronarias¹¹ y es un factor importante en el riesgo de mortalidad por ECV en pacientes con EPOC.¹²

El deterioro físico se caracteriza en parte por una pérdida de fibras oxidativas del músculo esquelético,¹³ que también es un factor de riesgo independiente de mortalidad en la EPOC.¹⁴ En comparación con los fumadores con función pulmonar normal, los pacientes con EPOC muestran una menor capacidad oxidativa muscular^{15,dieciséis} y una fracción más pequeña de fibras musculares tipo I¹⁷ en los miembros inferiores, incluso teniendo en cuenta el antecedente de tabaquismo y las diferencias en la actividad física.¹⁸ Los pacientes con EPOC grave y baja capacidad oxidativa del músculo esquelético también presentan mayores diglicéridos y triglicéridos séricos.¹⁹ Aunque se esperaría que estos trastornos metabólicos confirieran un mayor riesgo de CVD (p. ej., carga de CAC), las asociaciones entre actividad física (AF), capacidad oxidativa muscular y CAC no se han explorado directamente en la EPOC. Una mejor comprensión de estas relaciones informará nuestra comprensión de la fisiopatología de la EPOC y, potencialmente, resaltará si la actividad física reducida y/o el deterioro físico están asociados con una mayor carga de riesgo cardiovascular. En consecuencia, el objetivo de este estudio fue evaluar la actividad física, la capacidad oxidativa muscular y el calcio arterial coronario en fumadores y exfumadores, con y sin EPOC, reclutados de la cohorte COPDGene. Se planteó la hipótesis de que la carga de CAC se asociaría negativamente tanto con la capacidad oxidativa muscular como con los marcadores de PA.

Métodos

Participantes

La población de estudio se extrajo de un solo centro Estudio de Salud Muscularun estudio auxiliar de COPDGene, que inscribió a un total de 243 participantes en el Instituto Lundquist para la Innovación Biomédica en el Centro Médico Harbor-UCLA entre 2014 y 2016. El presente estudio es un análisis retrospectivo de 145 fumadores actuales y anteriores, con y sin EPOC , en quienes se disponía de las valoraciones pertinentes (Figura 1). El estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional del Instituto Lundquist (n.º 12756-03) y se realizó de conformidad con la Declaración de Helsinki, excepto por el principio 35 (registro público de ensayos). Todos los participantes dieron su consentimiento informado por escrito antes del inicio de la recopilación de datos.

Figura 1 Diagrama de consorte de los participantes reclutados en el Estudio de Salud Muscular y asignados al análisis actual. Abreviatura: PRISm, relación conservada con alteración de la espirometría.

Descripción general del estudio

Cada participante se sometió a las siguientes evaluaciones: datos demográficos (edad, sexo, raza, masa y estatura); signos vitales en reposo (frecuencia cardíaca, presión arterial, saturación de oxígeno y concentración de hemoglobina); medicamentos actuales; antecedentes médicos y de tabaquismo; síntomas (Escala de Disnea del Consejo de Investigación Médica Modificada, mMRC;²⁰ y prueba de evaluación de la EPOC, CAT²¹); función pulmonar por espirometría;²² rendimiento del ejercicio funcional a través de la distancia lograda en la prueba de caminata de 6 minutos (6MWT); medidas objetivas y subjetivas de AF; capacidad oxidativa del músculo esquelético; y CAC.

Actividad física

Las medidas objetivas de PA se evaluaron a través de un acelerómetro triaxial (DynaPort MoveMonitor; McRoberts BV, La Haya, Países Bajos) que se pidió a los participantes que usaran durante 1 semana. El dispositivo devolvió un conteo de la cantidad de pasos diarios y las unidades de magnitud del vector diario (VMU; conteo/min) que proporcionaron datos sobre la cantidad combinada y la intensidad del movimiento del acelerómetro. Los datos se incluyeron en el análisis si el acelerómetro se usó durante > 8 horas por día,²³ entre las 08:00 y las 23:00, durante al menos 4 de los 7 días de la semana.¹⁸

Las medidas de la experiencia de actividad física se evaluaron a través del cuestionario Daily-PROactive Physical Activity in COPD (versión D-PPAC) relacionado con la actividad física realizada en los días en que se usó el acelerómetro.²⁴ El cuestionario D-PPAC constaba de siete preguntas: dos relacionadas con la cantidad de AF (es decir, “¿Cuánto caminó afuera hoy? ¿Cuántas tareas hizo fuera de la casa hoy?”) y cinco relacionadas con la dificultad de, y limitación percibida para completar las actividades de la vida diaria (es decir, ¿Cuánta dificultad tuvo para vestirse hoy? ¿Con qué frecuencia evitó realizar actividades debido a sus problemas pulmonares hoy? ¿Qué tan sin aliento estuvo en general durante sus actividades de hoy? ¿Qué tan cansado ¿Cómo estuvo usted en general durante sus actividades de hoy? ¿Con qué frecuencia tuvo que tomar descansos durante sus actividades físicas de hoy?).²⁴ El resultado del instrumento se subclasificó en dos dominios en los que las calificaciones sin procesar se convirtieron en puntajes Rassh en una escala de 0 (peor) a 100 (mejor): i) la cantidad de D-PPAC comprendía el resultado de la suma de las dos preguntas sobre la cantidad de PA (cada una calificado en una escala de 0 a 4) combinado con VMU y datos de pasos del acelerómetro; ii) La dificultad de D-PPAC comprendió el resultado de la suma de las cinco preguntas sobre la dificultad de PA (cada una calificada en una escala de 0 a 4). A continuación, se calculó la puntuación total de D-PPAC, que representaba la experiencia del paciente con AP, como la media de ambos dominios. El instrumento D-PPAC es una medida confiable, válida y receptiva en diversos pacientes con EPOC,²⁵ con una fuerte fiabilidad test-retest en fumadores con y sin EPOC (ICC ≥0,88).²⁴

Capacidad Oxidativa Muscular

En una sola visita al laboratorio se evaluó por duplicado la capacidad oxidativa del músculo del gastrocnemio medial como músculo O₂ tasa de recuperación de consumo constante (kmin⁻¹) usando espectroscopía de infrarrojo cercano, como se describió anteriormente.^15,26 La técnica está bien validada y proporciona valores para k que son directamente proporcionales a la capacidad oxidativa muscular medida en muestras de biopsia muscular²⁷ y fibras musculares individuales de diversos fenotipos bioquímicos.²⁸

Calcio de la arteria coronaria

Cada participante se sometió a dos tomografías computarizadas cardíacas consecutivas, sin contraste y sin sincronización utilizando los parámetros descritos anteriormente.^29,30 Se realizaron escaneos desde la carina hasta debajo del vértice del corazón y se adquirieron imágenes durante la contención de la respiración para reducir el artefacto de movimiento y mejorar la calidad de la imagen.³¹ El CAC total se informó como puntaje de Agatston luego de la agregación de la densidad y el área de los depósitos de calcio sumados de las arterias coronaria principal izquierda, descendente anterior izquierda, circunfleja izquierda y derecha (Figura 2).

Figura 2 Una tomografía computarizada de tórax sin contraste y sin sincronización de un hombre de 69 años con EPOC (FEV1, 30%Pred). La imagen se adquirió durante la respiración inspiratoria y muestra calcio en las arterias coronaria derecha, descendente anterior izquierda y circunfleja izquierda. Creado con Biorender.com. abreviaturas: HU, Unidades Hounsfield; una anterior; P, posteriores; L, izquierda; R, correcto.

Estadísticas

Los análisis se realizaron utilizando SAS para Windows versión 9.4 (SAS Institute, Cary, NC). Se compararon las características de los participantes (datos demográficos, signos vitales, antecedentes médicos y de tabaquismo, función pulmonar, síntomas, distancia de la 6MWT, PA, capacidad oxidativa del músculo esquelético y CAC) entre pacientes con EPOC (estratificados por enfermedad pulmonar obstructiva global). [GOLD] etapa³²) y controles sin EPOC usando la estadística de chi-cuadrado, Student’s t-test y test de Kruskal-Wallis, según corresponda. Tamaño del efecto (de Cohen d) se utilizó para cuantificar la magnitud de la diferencia entre las medias de los grupos (0,2, pequeña; 0,5, mediana; 0,8, grande).³³ Se utilizó regresión lineal para evaluar las asociaciones entre CAC (>0) y la capacidad oxidativa muscular (k); CAC (>0) y puntuaciones totales, cantidad y dificultad de D-PPAC; CAC (>0) y pasos/día; y CAC (>0) y VMU del acelerómetro. Se utilizaron tres modelos lineales multivariables: modelo 1 ajustado por edad, sexo y raza; modelo 2 ajustado por edad, sexo, raza, diabetes, estadio GOLD e hiperlipidemia; y el modelo 3 ajustado por edad, sexo, raza, diabetes, estadio GOLD, hiperlipidemia, tabaquismo e hipertensión. Para satisfacer los supuestos de la regresión lineal, los valores de CAC se transformaron logarítmicamente y…