Fatiga muscular respiratoria      inducida por el ejercicio:implicaciones en clínica y rendimiento                        ...
limitantes del rendimiento aeróbico??                          Sistema                          Pulmonar                  ...
GC maxGasto cardiaco (l/min)                                                                agotamiento                   ...
Ventilación Pulmonar                             Test de esfuerzo hasta el agotamiento            220                     ...
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Fatiga muscular respiratoria inducida por el ejercicio              Reposo                          -15-30%Pdi (cmH2O)    ...
Fatiga muscular respiratoria inducida por el ejercicioPga (cmH2O)                              Pre-ejercicio              ...
Causas de fatiga de los músculos respiratorios                                                               Elevados y so...
Causas de fatiga de los músculos respiratorios                                                 Elevados y sostenidos nivel...
Causas de fatiga de los músculos respiratorios                                              Competencia por gasto cardiaco...
Mecanismos por los que la fatiga muscular respiratoriapuede afectar a la tolerancia al ejercicio                          ...
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EJERCICIO FÍSICO DE ELEVADA INTENSIDAD    Compromiso           Fatiga Músculos   Limitaciones   Limitaciones     Energétic...
Metodología del entrenamiento de músculos respiratorios     Hiperpnea isocápnica            Material necesario            ...
Metodología del entrenamiento de músculos respiratorios     Hiperpnea isocápnica     Inspiración contra-resistencia       ...
Entrenamiento de los músculos respiratorios        Stuessi y col, 2001        Eur J Appl Physiol 84: 582-586              ...
Test de resistencia respiratoria                                 70% MVV               40Tiempo (min)               30    ...
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Entrenamiento de los músculos respiratorios        Spengler y col, 1999        Eur J Appl Physiol 79: 299-305          Con...
4 semanas                                                            5 sesiones/semana                    Test de resisten...
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Influencia del trabajo de los ms respiratorios sobre                     la cinética de recuperación del lactato post-ejer...
Entrenamiento de los músculos respiratorios    Aznar-Lain S, Webster AL, Cañete S, San Juan AF,    López Mojares LM, Pérez...
Pre-entren   Post-entren                         90                                p<0,01P.Inspirat.máx.(cmH2O)           ...
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Aznar y cols, 2007
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* p<0.05 visitas 1-2$ p<0.05 visitas 1-3† p<0.05 visitas 2-3                       Pardo y Chicharro, 2001
Entrenamiento ms inspiratorios comparado con otras      intervenciones de rehabilitación en EPOCO’Brien y col, 2008.     J...
EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO DE LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS SOBRE        FACTORES QUE PUEDEN CONDICIONAR EL RENDIMIENTO FÍSICO...
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Fatiga muscular respiratoria inducida por el ejercicio 2012

  1. 1. Fatiga muscular respiratoria inducida por el ejercicio:implicaciones en clínica y rendimiento Jose López Chicharro Universidad Complutense de Madrid
  2. 2. limitantes del rendimiento aeróbico?? Sistema Pulmonar VE VA/Q Difusión Metabolismo Concentración aeróbico hemoglobina Sustratos Sistema de transporte Afinidad Masa ms de oxígeno oxígeno MioglobinaMitocondrias Enzimas Circulación Volumen sanguíneo Periférica y Gasto Cardiaco Flujo sanguineo ms Gasto cardiaco Densidad capilar Volumen sistólico Difusión Presión arterial Extracción O2 modif. Wilmore y col, 1999
  3. 3. GC maxGasto cardiaco (l/min) agotamiento Velocidad de carrera (km/h) Wilmore y col, 1999
  4. 4. Ventilación Pulmonar Test de esfuerzo hasta el agotamiento 220 agotamiento 170 V (l·m )-1 in 120 E 70 20 75 150 225 300 375 450 525 575 Vatios
  5. 5. PaO2 120 105 100PaO2 (Torr) 80 68 60 40 20 0 Reposo Ejerc.Max. Hopkins y McKenzie, 1989
  6. 6. PaCO2 45 40PaCO2 (Torr) 35 30 pH = 7.2 25 20 Reposo Ejerc.Max. Hopkins y McKenzie, 1989
  7. 7. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIO ¿Puede la demanda respiratoria contribuirsignificativamente a la limitación del ejercicio? Directa IndirectaLimitaciones de la bomba Efectos sobre el flujo sanguíneo muscular respiratoria a los miembros / fatiga músculos locomotores
  8. 8. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIOOrden de exposición... Demandas energética y mecánica de los músculos respiratorios Factores que contribuyen a la fatiga de los músculos respiratorios Implicación de esos factores en la tolerancia al ejercicio Mecanismos potenciales por los que la fatiga muscular respiratoria puede comprometer la tolerancia al ejercicio Maniobras para minimizar la potencial limitación respiratoria
  9. 9. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIODemandas energética y mecánica de los músculos respiratorios Funciones del sistema respiratorio Oxigenar la sangre (PaO2) Contribuir al equilibrio ácido-base Músculos respiratorios (diafragma e intercostales) Energética y metabolismo
  10. 10. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIO Mizuno M, 1991
  11. 11. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIODemandas energética y mecánica de los músculos respiratorios Reclutamiento músculos inspiratorios accesorios Ejercicio máxima intensidad: VT ~ 65% CVF / F ~ 60-90% PIM Activación músculos espiratorios Mejora función inspiratoria (↓ VPEF)
  12. 12. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIO +VOLUMEN (1 L) Reposo Moderada intensidad - Elevada intensidad - Presión gástrica (cmH2O) + Henke y cols, 1998
  13. 13. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIODemandas energética y mecánica de los músculos respiratorios Reclutamiento músculos inspiratorios accesorios Ejercicio máxima intensidad: VE ~ 65% CVF / 60-65% PIM Activación músculos espiratorios Mejora función inspiratoria (↓ VPEF) Costo de O2 (VO2) de la respiración ejercicio máximo 8-16% VO2max
  14. 14. SISTEMA RESPIRATORIO COMO LIMITANTE DEL EJERCICIOFatiga de los músculos respiratorios • Definición Imposibilidad de los músculos respiratorios de alcanzar una presión pleural dada. • Valoración Diafragma: dif -P. esofágica vs. gástrica. Ms abdominales: P. gástrica
  15. 15. Fatiga muscular respiratoria Presión inspiratoria 250P.inspiratoria pico (cmH2O) 200 - 10.5 % 171 150 p<0.001 154 100 Pre-ejercicio Post-ejercicio McConnell y col, 1997
  16. 16. Fatiga muscular respiratoria inducida por el ejercicio Reposo -15-30%Pdi (cmH2O) Reposo Ejercicio Tiempo (min) Johnson y col, 1993
  17. 17. Fatiga muscular respiratoria inducida por el ejercicioPga (cmH2O) Pre-ejercicio <1 min post-ejercicio 30 min post-ejercicio Frecuencia de estimulación (Hz) Taylor y col, 2006
  18. 18. Causas de fatiga de los músculos respiratorios Elevados y sostenidos niveles de trabajo muscular respiratorio 500Wk de resp (J·min-1) 400 300 35 200 30 * * Pdi (cm H2O) 100 25 20 0 20 40 60 80 100 15 10 5 4 0 3 Control Post-ex (10 Post-ex (30 Post-ex (60 VO2 (l·min ) -1 min) min) min) 2 Tiempo de estimulación 1 0 □ Ventilación presión positiva 20 40 60 80 100 % Tiempo total ejercicio Babcock y col, 2002
  19. 19. Causas de fatiga de los músculos respiratorios Elevados y sostenidos niveles de trabajo muscular respiratorio 10 RPE piernas (Borg) 9 5 8 * * * * * 4,5 * * 7 VO2 (l·min ) -1 4 6 2 4 6 8 10 12 14 3,5 Tiempo (min) 10 3 2 4 6 8 10 12 14 9 Tiempo (min) Disnea (Borg) * * 8 □ Ventilación presión positiva 7 * 6 2 4 6 8 10 12 14 Tiempo (min)Harms y col, 2000
  20. 20. Causas de fatiga de los músculos respiratorios Competencia por gasto cardiaco ms respirat vs. ms locomotores 32 175Gasto cardiaco (l·min-1) Volumen sistolico (ml) 29 160 26 145 23 130 20 115 50 100 150 200 50 100 150 200 Wresp (%control) Wresp (%control) Harms y col, 1998
  21. 21. Mecanismos por los que la fatiga muscular respiratoriapuede afectar a la tolerancia al ejercicio hipoventilación alveolar relativa 50 PETCO2 (mmHg) 40 30 50%VO2max 95%VO2max Chicharro y col, 2010
  22. 22. Mecanismos por los que la fatiga muscular respiratoriapuede afectar a la tolerancia al ejercicio alteración mecánica respiratoria Índice de fatiga diafragmática Intercostal externo 95%VO2max Pdi (% incremento) RMS (%) normalizado t (min) Johnson y col, 1993 Perlovich y col, 2007
  23. 23. Mecanismos por los que la fatiga muscular respiratoriapuede afectar a la tolerancia al ejercicio interacciones cardiorrespiratorias METABOLORREFLEJO MUSCULAR RESPIRATORIO ↑ Descarga eferente simpática ↑ Vasoconstricción miembros ↓ Transporte de O2 ↑ Fatiga músculos locomotores ↑ Percepción de esfuerzo - Fatiga por contracción de diafragma y músculos accesorios respiratorios - ↑ reflejos activados por metabolitos - ↑ Descarga aferente grupos III/IV Romer y Polkey, 2008
  24. 24. Mecanismos por los que la fatiga muscular respiratoria puede afectar a la tolerancia al ejercicioFlujo sanguineo piernas (%control) VO2 piernas (%control) 100 % W Respiratorio (%control) % W Respiratorio (%control) Harms y col, 1997
  25. 25. Mecanismos por los que la fatiga muscular respiratoriapuede afectar a la tolerancia al ejercicio (% ∆, Pre vs Post-ejercicio) Fuerza de cuádriceps -30% +40% Control Descarga Control Carga Trabajo (w) Duración (min) Fuerza Ms inspiratorios (% control) Fuerza diafragma (% control) Dempsey y col, 2006
  26. 26. Causas periféricas/centrales de limitación a la tolerancia al ejercicio inducida por fatiga muscular respiratoriaFatiga músculos ↑ Percepción Inhibición locomotores del esfuerzo Refleja (?) ↓ Producción fuerza a ↓ Impulsos motores centralesestímulos supramáximos a músculos locomotores Dempsey y col, 2006
  27. 27. Fatiga muscular respiratoriaEnfermedad Pulmonar (EPOC) Enfermedad Cardiaca (ICC) • ↑ demanda VE • Ms locomotores más fatigables • ↓ gasto cardiaco • > costo O2 para respiración • ↑ respuesta simpática al ejercicio ↓ Tolerancia al ejercicio
  28. 28. EJERCICIO FÍSICO DE ELEVADA INTENSIDAD Compromiso Fatiga Músculos Limitaciones Limitaciones Energético Respiratorios Mecánicas DifusiónMúsculos Respiratorios vsMúsculos locomotores Hipoventilación Alveolar ¿Entrenamiento específico de los músculos respiratorios?
  29. 29. Metodología del entrenamiento de músculos respiratorios Hiperpnea isocápnica Material necesario Sistema de mezcla de gases Medida de referencia Valoración de la MVV Control de la carga VT-FR (%MVV) y tiempo Tipo de entrenamiento Aeróbico-anaeróbico
  30. 30. Metodología del entrenamiento de músculos respiratorios Hiperpnea isocápnica Inspiración contra-resistencia Material necesario Sistema de medida de presiones (PI) Incentivador respiratorio (mm H2O) Medida de referencia PImax, CV Control de la carga %PImax, repeticiones, series, tiempo Tipo de entrenamiento Fuerza-resistencia
  31. 31. Entrenamiento de los músculos respiratorios Stuessi y col, 2001 Eur J Appl Physiol 84: 582-586 PaO2 - SaO2 Resistencia al ejercicio Entrenamiento: 15 semanas 40 sesiones; 30 min/sesión Hiperpnea isocápnica: 69% MVV
  32. 32. Test de resistencia respiratoria 70% MVV 40Tiempo (min) 30 20 10 0 Entren Control Pre-entren Post-entren Stuessi y col, 2001
  33. 33. Test de resistencia aeróbica 70% Wmax 50 *Tiempo (min) 40 30 20 Entren Control Pre-entren Post-entren Stuessi y col, 2001
  34. 34. Entrenamiento de los músculos respiratorios Spengler y col, 1999 Eur J Appl Physiol 79: 299-305 Concentración sanguínea de lactato VO2max Resistencia músculos respiratorios Resistencia al ejercicio Entrenamiento: 4 semanas Cinco sesiones/semana; 30 min/sesión Hiperpnea isocápnica: 63-70% MVV
  35. 35. 4 semanas 5 sesiones/semana Test de resistencia respiratoria 30 min / sesión 35 VT: 60% CVF Hiperpnea isocápnica FR: 40-50 rpm 30Tiempo (min) 25 20 15 10 5 0 Pre-entren Post-entren Spengler y col, 1999
  36. 36. Test de resistencia en cicloergómetro 30 87% VO2max P<0.01 25Tiempo (min) 20 15 10 5 0 Pre-entren Post-entren Spengler y col, 1999
  37. 37. Concentración sanguínea de lactato (mM) Antes Después Intensidad de ejercicio (W) Spengler y col 1999
  38. 38. Influencia del trabajo de los ms respiratorios sobre la cinética de recuperación del lactato post-ejercicio Con resistencia Sin resistenciaLactato (mmol l-1) Pico Tiempo recuperación (min) Chiappa y col, 2008
  39. 39. Entrenamiento de los músculos respiratorios Aznar-Lain S, Webster AL, Cañete S, San Juan AF, López Mojares LM, Pérez M, Lucía A, Chicharro JL Int J Sports Med 28(12): 1025-9, 2007 PImax VO2pico Tiempo de resistencia aeróbica VO2 en carga estable (VT1-VT2)Entrenamiento: 8 semanas5 sesiones/semanaResistencia inspiratoria: 50-60% PIM25 inspiraciones / 2 sesiones / díaGrupo Placebo: 50 inspiraciones – 15% PIM
  40. 40. Pre-entren Post-entren 90 p<0,01P.Inspirat.máx.(cmH2O) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Entren Control Aznar y col, 2007
  41. 41. Test de resistencia aeróbica 50% VT1-VT2 30 P<0,01Tiempo (min) 20 10 Entren Control Pre-entren Post-entren Aznar y col, 2007
  42. 42. 25 Test de resistencia aeróbica 50% VT1-VT2 24 23VO2 (ml/kg/min) 22 21 20 19 18 Pre-entren 17 Post-entren 16 15 5 10 15 Tiempo (min) Aznar y col, 2007
  43. 43. Aznar y cols, 2007
  44. 44. rms-EMG músculos inspiratorios post-entrenamiento CON-Post-entrenam. (n= 12) EXP-Post-entrenam, (n= 11) Media DE Media DE prms-EMG (µV) Esterno dcho 41,81 5,38 54,16 15,70 p=0,009rms-EMG (µV) Esterno izq. 40,08 7,06 51,66 12,58 p=0,003rms-EMG (µV) Intercostal 34,53 32,71 42,77 14,39 p=0,016dcho.rms-EMG (µV) Intercostal 32,01 8,96 47,02 14,09 p=0,001izq.rms-EMG (µV) Diafragma 36,19 6,44 49,15 15,16 p=0,014dcho.rms-EMG (µV) Diafragma 50,08 6,44 60,21 17,30 p=0,027izq.rms-EMG (µV) Diafragma 47,99 7,18 55,70 13,99central Chicharro y col, 2011
  45. 45. * p<0.05 visitas 1-2$ p<0.05 visitas 1-3† p<0.05 visitas 2-3 Pardo y Chicharro, 2001
  46. 46. Entrenamiento ms inspiratorios comparado con otras intervenciones de rehabilitación en EPOCO’Brien y col, 2008. J Cardiopulm Rehabil 28: 128-141 IMT vs ejercicio No dif en fuerza ms insp y tolerancia al ejercicio IMT + ejercicio vs. ejercicio ↑ PIM (∼8,6 cmH2O) en IMT + Ejercicio ↑ tolerancia al ejercicio en IMT + Ejercicio
  47. 47. EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO DE LOS MÚSCULOS RESPIRATORIOS SOBRE FACTORES QUE PUEDEN CONDICIONAR EL RENDIMIENTO FÍSICO AERÓBICO SNC ↓ DISNEA ↓ FATIGA Músculos Músculos locomotores respiratorios activosEntrenamientomúsculosrespiratorios ↓ acumulación ↑ vasodilatación de H+ ↓ Actividad refleja simpática ↓ Producción lactato ↑ Potencia aeróbica diafragma y ms ↓ Taquipnea ↑ Aclaramiento accesorios respirat ↓ VE metabólico ↑ Flujo ↓ requerimiento sanguíneo ↓ Fatiga flujo sanguíneo ↓ Competición disponible flujo ↑ aclaramiento sanguíneo de lactato ?

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