Influencia de dos programas de ejercicio sobre la variabilidad de la frecuencia cardíaca, la temperatura corporal, la fatiga del sistema nervioso central y la excitación cortical después de un ataque cardíaco, parte 1

Abstracto:Las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la principal causa de muerte a nivel mundial. Los beneficios de los programas de rehabilitación cardíaca (RC) son en general consensuados; sin embargo, durante el ejercicio, aún no se han estudiado los efectos fisiológicos progresivos en pacientes cardíacos. Nuestro estudio tiene como objetivo analizar parámetros fisiológicos de termografía, variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC), presión arterial, fatiga del sistema nervioso central (SNC) y excitación cortical en pacientes con infarto (HAP) que pertenecen a programas CR de entrenamiento interválico de alta intensidad ( HIIT) y entrenamiento continuo de intensidad moderada (MICT) en comparación con participantes sanos. En este estudio de casos y controles, dos pacientes con HAP (ambos hombres, de 35 y 48 años, respectivamente) y dos personas sanas (ambos hombres, de 38 y 46 años, respectivamente) fueron asignados aleatoriamente en una proporción de asignación de 1:1:1:1. a uno de cuatro grupos: MICT cardíaco, HIIT cardíaco, MICT de control y HIIT de control. El HIIT a ≈85–95 % de la frecuencia cardíaca (FC) máxima fue seguido por un intervalo de recuperación de un minuto al 40 % de la FC máxima y MICT a ≈70–75 % de la FC máxima. Las mediciones de resultados incluyeron termografía, VFC, presión arterial, fatiga del SNC y excitación cortical; El HAP presenta más del doble de fatiga del SNC en MICT que los participantes de control, pero el HIIT tiene casi la misma fatiga del SNC en HAP y control. Además, ambos grupos de HAP presentaron temperaturas más altas en el pecho. El protocolo HIIT mostró mejores respuestas fisiológicas durante el ejercicio, en comparación con MICT en HAP.

Cistanche puede actuar como antifatiga y potenciador de la resistencia, y estudios experimentales han demostrado que la decocción de Cistanche tubulosa podría proteger eficazmente los hepatocitos hepáticos y las células endoteliales dañadas en ratones nadadores que soportan peso, regular positivamente la expresión de NOS3 y promover el glucógeno hepático. síntesis, ejerciendo así eficacia antifatiga. El extracto de Cistanche tubulosa rico en glucósidos feniletanoides podría reducir significativamente los niveles séricos de creatina quinasa, lactato deshidrogenasa y lactato, y aumentar los niveles de hemoglobina (HB) y glucosa en ratones ICR, y esto podría desempeñar un papel antifatiga al disminuir el daño muscular. y retrasar el enriquecimiento de ácido láctico para el almacenamiento de energía en ratones. Las tabletas compuestas de Cistanche Tubulosa prolongaron significativamente el tiempo de natación con carga de peso, aumentaron la reserva de glucógeno hepático y disminuyeron el nivel de urea sérica después del ejercicio en ratones, mostrando su efecto antifatiga. La decocción de Cistanchis puede mejorar la resistencia y acelerar la eliminación de la fatiga en ratones que hacen ejercicio, y también puede reducir la elevación de la creatina quinasa sérica después del ejercicio de carga y mantener normal la ultraestructura del músculo esquelético de los ratones después del ejercicio, lo que indica que tiene los efectos. de potenciación de la fuerza física y antifatiga. Cistanchis también prolongó significativamente el tiempo de supervivencia de los ratones envenenados con nitritos y mejoró la tolerancia contra la hipoxia y la fatiga.

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Palabras clave:enfermedades cardiovasculares; variabilidad del ritmo cardíaco; termografía; fatiga del sistema nervioso central; pronóstico

1. Introducción

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) [1], las enfermedades cardiovasculares (ECV) son la primera causa de muerte a nivel mundial. Se estima que 17,9 millones de personas murieron a causa de enfermedades cardiovasculares en 2019, lo que representa el 32% de todas las muertes mundiales. De estas muertes, el 85% se debieron a ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares [1]. En 2019, se produjeron 3,9 millones de muertes por enfermedades cardiovasculares en Europa, lo que correspondió al 45% de todas las muertes, cifra considerablemente superior a la segunda causa de muerte más frecuente, el cáncer [2]. Además, de los 17 millones de muertes prematuras (menores de 70 años) debidas a enfermedades no transmisibles en 2019, el 38% fueron causadas por enfermedades cardiovasculares [1].

La rehabilitación cardíaca (RC) es un proceso multidisciplinario para pacientes que se recuperan de un evento cardíaco agudo o una enfermedad cardiovascular crónica que reduce la mortalidad y la morbilidad y mejora la calidad de vida [3]. La RC es el tratamiento estándar de oro para una excelente recuperación, no sólo física sino también mental y social después de un episodio cardíaco, para que su inclusión en la vida diaria pueda ser lo más normalizada posible; sin embargo, existe una mala adherencia a este tipo de programas, lo que podría condicionar la recuperación de los pacientes [4], siendo que solo el 10% de los pacientes con indicación de RC asisten a este tipo de programas [5]. Actualmente se utilizan dos tipos de formación en los programas de RC. El entrenamiento continuo de intensidad moderada (MICT) se prescribe de forma rutinaria para pacientes cardíacos en RC. Normalmente, el límite superior de intensidad que se prescribe durante las primeras etapas de la rehabilitación cardíaca de fase II es del 60 al 70% de la reserva de frecuencia cardíaca. Esta intensidad de ejercicio se realiza de forma continua durante 10 a 30 minutos, dependiendo de la resistencia y de la tolerancia del paciente [6]. El entrenamiento en intervalos de alta intensidad (HIIT) se ha utilizado como un tipo de entrenamiento eficaz en adultos sanos durante muchos años. Sin embargo, aún no se ha establecido la implementación rutinaria del HIIT en los programas de RC para pacientes cardíacos de mayor riesgo. Estudios clínicos recientes [7–9] han implementado HIIT en programas de RC. El programa HIIT permite a los pacientes trabajar a una intensidad más alta durante dos o tres minutos mientras se alterna con intervalos de recuperación a una intensidad moderada. En estos estudios clínicos, los intervalos de trabajo oscilaron entre una intensidad del 80% y el 95% de la reserva de frecuencia cardíaca, y los intervalos de descanso oscilaron entre el 50% y el 70% de la reserva de frecuencia cardíaca con una duración de 30 a 45 minutos por sesión de rehabilitación [7-9]. . Un metanálisis reciente que evaluó 16 estudios (n=969 pacientes) concluyó que los estudios se beneficiarían si tuvieran una intensidad entre moderada y vigorosa y vigorosa [10].

La hipertensión, la hiperlipidemia, la diabetes y la obesidad son factores de riesgo cardiovascular que pueden reducirse con este tipo de programa de ejercicio [11,12], y que en consecuencia influyen en la reducción de la inflamación sistémica crónica [13], que es un factor de riesgo importante para ECV. [14]. La práctica de ejercicio regular se asocia con efectos antiinflamatorios beneficiosos para la salud, principalmente en pacientes con ECV, provocando disminución de los niveles de proteína C reactiva sérica [12], mejor gasto cardíaco [15], volumen sistólico [15], función endotelial vascular [9] y cambios en la variabilidad de la frecuencia cardíaca [16].

Los beneficios de los programas de RC son consensuados internacionalmente [1,2], pero durante el ejercicio, se producen efectos fisiológicos progresivos sobre la temperatura corporal, la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC), la presión arterial y la excitación cortical, que aún no se han estudiado en los programas de RC. . La verdadera pregunta es, ¿cuáles son las diferencias fisiológicas entre pacientes cardíacos y personas sanas durante el ejercicio? ¿Es posible predecir la aparición de la enfermedad en personas clínicamente sanas o que presentan una condición clínica cardíaca equívoca?

Se aplican nuevos métodos de evaluación y control a diferentes ámbitos deportivos como el rendimiento, pero también la salud. Uno de ellos es el análisis de la VFC como herramienta para comprender el estado del sistema nervioso autónomo y su respuesta a diferentes estímulos [17, 18], hechos directamente relacionados con patologías cardíacas y cardiovasculares [19]. El análisis de la VFC se basa en el estudio de diferencias en milisegundos (ms) entre las ondas RR del electrocardiograma; luego, utilizando métodos de análisis lineal, de frecuencia o no lineal, podemos analizar la respuesta del sistema nervioso autónomo [20,21]. El otro método es el uso del análisis termográfico, que nos permite estudiar anomalías de la microcirculación y trastornos de la capilaridad para prevenir lesiones y detectarlas en etapas tempranas [22,23].

Este estudio de casos y controles tiene como objetivo analizar los parámetros fisiológicos de termografía, VFC, presión arterial y excitación cortical en pacientes cardíacos que pertenecen a programas de RC de HIIT y MICT, en comparación con participantes sanos.

2. Materiales y métodos

2.1. Participantes

Se reclutaron dos pacientes dentro de la unidad de cardiología del Hospital de Évora (Portugal). Dos pacientes que habían sufrido un infarto y fueron remitidos por su cardiólogo a la fase III de rehabilitación cardíaca (RC), dos meses después de la angioplastia y recomendaciones médicas de bajo riesgo, fueron evaluados para su inclusión en este estudio de casos y controles. Los criterios de inclusión fueron edades entre 18 y 80 años, que tuvieran una fracción de eyección del ventrículo izquierdo mayor o igual al 45% y fueran Clase funcional I, II o III de la New York Heart Association (NYHA). Además, los pacientes fueron excluidos del estudio si cumplían los siguientes criterios: intolerancia grave al ejercicio, arritmia no controlada, angina de pecho no controlada, enfermedades renales o pulmonares graves, afecciones musculoesqueléticas o neuromusculares que impidieran la prueba de ejercicio o el entrenamiento, y signos o síntomas de isquemia. El grupo de control incluyó a dos participantes sanos sin enfermedades cardiovasculares.

Aleatorización y enmascaramiento

Este estudio de casos y controles tuvo cuatro participantes, dos pacientes con HAP (ambos hombres, de 35 y 48 años, respectivamente) y dos controles sanos (ambos hombres, de 38 y 46 años, respectivamente) que fueron asignados al azar en una proporción 1:1:1: 1 proporción de asignación a uno de cuatro grupos: HIIT cardíaco (n=1), MICT cardíaco (n=1), HIIT de control (n=1) y MICT de control (n {{12 }}) (Tabla 1). Todos los grupos son comparables en edad y peso, y los dos pacientes con ataque cardíaco (HAP) fueron similares en cuanto a la extensión de la enfermedad de las arterias coronarias, los factores de riesgo coronarios, el tipo de evento coronario o la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (Tabla 1).

2.2. Medidas de resultado y evaluaciones

2.2.1. Prueba de ejercicio

Inicialmente, los participantes leyeron y firmaron un formulario de consentimiento informado en la primera visita, y los dos HAP fueron sometidos a una evaluación clínica realizada por un cardiólogo. Antes de la intervención se realizó una prueba de ejercicio gradual supervisada para registrar fatiga volitiva, riesgos o síntomas de isquemia en una cinta rodante, utilizando el protocolo de Bruce. La prueba se realizó sin ayuno y bajo medicación. Se registró electrocardiografía de forma continua y se midió la presión arterial con un manguito cada 3 minutos.

2.2.2. Termografía, variabilidad de la frecuencia cardíaca y excitación cortical

En la segunda visita, cada participante completó un cuestionario estandarizado que incluía datos demográficos, historial médico, uso de medicamentos, antecedentes familiares de ECV y tabaquismo; luego, se recogió la respuesta vascular periférica mediante un sistema de termografía en dos momentos diferentes: protocolo pre y post cinta rodante. Todas las imágenes térmicas se recopilaron de conformidad con las directrices de la Asociación Europea de Termología [24]. Los termogramas de cada participante se obtuvieron en una habitación con temperatura controlada y constante de 20 ◦C y 40% de humedad. Los participantes estuvieron en la sala de pruebas 20 minutos antes de la recopilación de datos para aclimatarse, y toda la recopilación de datos se realizó por la mañana para controlar los ritmos circadianos [25]. Para analizar las imágenes termográficas dividimos el cuerpo en diferentes secciones: cabeza, pecho, abdomen, brazo derecho, mano derecha, brazo izquierdo, antebrazo izquierdo y mano izquierda. El análisis de la temperatura de la superficie de la piel se realizó localizando el punto medio de cada sección del cuerpo, y a través de un círculo en el centro de cada mano dorsal y palmar (diámetro 70 × 70 mm), siguiendo procedimientos previos [26].

La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) se midió con una correa para el pecho H10 (Polar ©nc., Kempele, Finlandia) y se registró utilizando un monitor RS800CX (Polar Inc., Kempele, Finlandia). Este dispositivo inalámbrico se colocó debajo de los músculos del pecho de los participantes, lo que permitió una grabación confiable [27]; luego, se utilizó el software Kubios HRV (v. 3.3) [28] para preprocesar y analizar los datos de HRV. Se aplicó un filtro de mediana para corregir posibles artefactos. Este filtro permite identificar intervalos RR inferiores/superiores a 0,25 s, respecto a la media de los latidos anteriores. La corrección reemplaza los artefactos identificados con interpolación spline cúbica. Todos los índices de VFC se extrajeron utilizando MATLAB Release 2019a (The MathWorks, Inc., Natick, MA, EE. UU.). Se extrajeron medidas en el dominio del tiempo, en el dominio de la frecuencia y no lineales. Para este estudio, sólo consideramos el dominio del tiempo y los dominios no lineales. Se calcularon las siguientes métricas:

• Análisis en el dominio del tiempo: (a) raíz cuadrada de diferencias entre intervalos RR adyacentes (RMSSD);

• Análisis no lineales) métricas no lineales: la variabilidad RR desde el latido del corazón hasta el gráfico de Poincaré a corto plazo (ancho) (SD1), la variabilidad RR desde el latido del corazón hasta el gráfico de Poincaré a largo plazo (longitud) (SD2), fluctuación a corto plazo del análisis de fluctuación sin tendencia (alfa-1), la fluctuación a largo plazo del análisis de fluctuación sin tendencia (alfa-2) ​​y la entropía de muestra (SampEn), que mide la regularidad y complejidad de una serie de tiempo .

La excitación cortical se midió mediante el umbral crítico de fusión de parpadeo (CFFT) mediante una unidad de control de fusión de parpadeo de instrumentos Lafayette modelo 12.021 (Lafayette, IN, EE. UU.), utilizando protocolos estándar utilizados previamente [29]. Los participantes se familiarizaron con el procedimiento realizando pruebas de práctica antes de la prueba. La práctica fue anterior a la muestra basal, en línea con estudios previos [17]. Se realizaron tres ensayos ascendentes; en cada uno se cuantificó el tiempo como la cantidad de tiempo que tardó un estudiante en detectar los cambios en las luces desde el inicio de la prueba hasta el momento de presionar un botón [30]. Utilizamos el umbral crítico de fusión de parpadeo (CFFT) en esta investigación, ya que se ha utilizado ampliamente en diferentes contextos, como educación, farmacia, deportes y ejército, y para evaluar la excitación cortical y la fatiga central [31–36].

Finalmente, la percepción de la fatiga se midió mediante una escala visual analógica (VSA) en la que la fatiga subjetiva se escaló a una escala de {{0}}-100, siendo 0 ninguna fatiga y 100 una fatiga extrema después de una VSA similar. [37].

2.3. Protocolo y procedimientos experimentales.

Con respecto a los procedimientos de evaluación, los participantes tuvieron que descansar durante 15 minutos antes de la recolección inicial de la VFC en posición sentada, como se recomienda [38,39]. Después de 15 minutos en reposo, se recogieron 5 minutos de la línea base. Se midieron la presión arterial, la fatiga del SNC y la excitación cortical al comienzo y al final de la sesión. La respuesta vascular periférica mediante termografía se recogió en dos momentos diferentes: protocolos previos y posteriores a la cinta rodante. Se recopiló la variabilidad de la frecuencia cardíaca: protocolos antes, durante y después de la cinta (Figura 1). Posteriormente, los participantes realizaron una sesión aleatoria en cinta rodante de un programa de RC (HIIT y MICT), supervisada por un fisiólogo (Figura 1).

Las evaluaciones y la adquisición de datos fueron realizadas por un agente externo capacitado para hacerlo, de modo que los investigadores estuvieran cegados en el manejo de los datos.

Las sesiones de entrenamiento en la cinta rodante se iniciaron con un calentamiento de 5 a 10 minutos a un 50-60 % de la frecuencia cardíaca máxima (FC pico) y finalizaron con 5 minutos de enfriamiento a un 40 % de la FC pico. La prueba HIIT implicó un total de 20 minutos a 85-95 % de la FC máxima, seguido de un intervalo de recuperación de un minuto al 40 % de la FC máxima, predicho con una prueba de ejercicio gradual supervisada en una cinta rodante, utilizando el protocolo de Bruce. Durante los ejercicios de alta intensidad, se motivó a los participantes a aumentar gradualmente la intensidad del ejercicio hasta 15-17 en la escala de Borg. El protocolo MICT consistió en una serie continua de ejercicio de intensidad moderada para provocar un 70-75% de FC máxima durante 27,5 minutos, para equiparar el gasto de energía con el protocolo HIIT (Figura 2).

A medida que aumentaba la intensidad del entrenamiento, también se tuvieron en cuenta la frecuencia cardíaca del paciente, la tasa de esfuerzo percibido (escala de Borg) y los síntomas cardíacos.

2.4. Consideraciones éticas

Todo el trabajo se realizó siguiendo la Declaración de Helsinki y se registró en ClinicalTrials.gov (NCT03538119). La aprobación ética se obtuvo del Comité de Ética de la Universidad de Évora (número de referencia: 17039). Todos los participantes firmaron un consentimiento informado por escrito antes de participar en este estudio.

3. Resultados

3.1. Termografía

Antes de iniciar los protocolos en la cinta, la temperatura era bastante similar entre los grupos de participantes HAP y sanos. Desde el pre al post protocolo, siempre hubo una disminución de la temperatura en todas las variables corporales evaluadas en el estudio, excepto en la temperatura de la mano derecha, donde ambos grupos HIIT aumentaron la temperatura (diferencia de temperatura: 0.8 ± 0.5 ◦C en HAP frente a 1.0 ± 0 ◦C en control). Por el contrario, los grupos MICT mantuvieron la temperatura desde antes hasta después del protocolo. No se observó lo mismo en la temperatura de la mano izquierda, que se mantuvo igual (Tabla 2, Figura 3).

La diferencia de temperatura en el tórax fue mayor en pacientes con eventos cardíacos adversos que en pacientes sin eventos (diferencia de temperatura: 2,3 ± 1,2 ◦C en HIIT vs. 3,0 ± 1,6 ◦C en MICT). En los grupos de participantes sanos la temperatura se mantuvo prácticamente igual. También hubo una mayor diferencia en la temperatura del abdomen en el grupo MICT (diferencia de temperatura: 3,7 ± 1,8 ◦C en el HAP frente a 2,8 ± 0.0 ◦C en el grupo de control) en comparación al grupo HIIT (diferencia de temperatura: 1,5 ± 1,0 ◦C en el HAP vs. 1,0 ± 0.0 ◦C en el control) (Tabla 2).

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