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INTRODUCCIÓN
La obesidad es una enfermedad crónica caracterizada por la acumulación excesiva o anormal de grasa corporal que presenta un riesgo para la salud. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), un índice de masa corporal (IMC) ≥ 30 kg/m2 es un indicador de esta condición (Fruh, 2017). Esta enfermedad ha alcanzado proporciones epidémicas, en donde a nivel mundial se ha triplicado desde 1975. En el año 2016, alrededor de 1900 millones de adultos presentaban sobrepeso y más de 650 millones obesidad, correspondiendo este último a un 13 % de la población mundial, siendo la enfermedad metabólica más común (Organización Mundial de la Salud, 2018). Se ha visto que este estado promueve cambios metabólicos y estructurales que provocan una mayor susceptibilidad a una serie de sucesos, como enfermedades cardiovasculares, pulmonares, renales y biliares, alteraciones metabólicas, apnea obstructiva del sueño y algunos tipos de neoplasias (Melo et al., 2014). La etiología de la obesidad resulta compleja y es de carácter multifactorial, la cual contempla la interacción de genes con el ambiente, como también el estilo de vida y factores emocionales (Mafort et al., 2016).
Se ha visto que la obesidad afecta la función ventilatoria, asociándose a un menor desarrollo pulmonar, atopia, menor capacidad de respuesta bronquial y mayor riesgo de asma (Melo et al.; Sutherland et al, 2016). Se han propuesto diversos mecanismos, incluidos los cambios mecánicos directos debidos a los depósitos de grasa en la pared torácica, el abdomen y la vía aérea superior, así como la inflamación crónica sistémica (McLachlan et al., 2007). Con ello aumenta el trabajo ventilatorio y, por lo tanto, el consiguiente aumento del impulso respiratorio neural, además de ocasionar apneas del sueño y eventualmente insuficiencia respiratoria hipercápnica (Hancox et al., 2005).
En individuos obesos, debido al exceso de grasa corporal recubre el tórax y el abdomen, se restringe la movilidad diafragmática y de la parrilla costal, lo que promueve cambios en la dinámica del sistema ventilatorio y disminuye su funcionalidad, generando una enfermedad respiratoria con un patrón restrictivo (Rabec et al., 2011). También la reducción de la función pulmonar puede deberse a un aumento del volumen sanguíneo pulmonar, al cierre de las vías respiratorias dependientes de la formación de pequeñas áreas de atelectasia, o bien al aumento de la tensión superficial alveolar (Melo et al.). Además, el tejido adiposo actúa como órgano endocrino y paracrino que produce citoquinas y mediadores bioactivos, propiciando un estado proinflamatorio que puede estar asociado con hipoplasia pulmonar, atopia, hiperreactividad bronquial y un mayor riesgo de asma en individuos obesos (Mafort et al.).
Para estimar la relación entre la obesidad y la función respiratoria, se han utilizado distintas metodologías, siendo un punto de controversia el método de estimación de la adiposidad. Si se considera el IMC como medida de la adiposidad, se han determinado asociaciones inconsistentes con la función respiratoria, en relación a algunos estudios que demuestran una disminución significativa y otros no. Por ejemplo, Santana et al. (2001) evaluaron la relación entre la composición corporal, la distribución de grasa y la función pulmonar en 97 hombres con edades entre 67 a 78 años, encontrando una correlación negativa entre el IMC, la capacidad vital forzada (CVF) y volumen espiratorio forzado en el primer segundo (VEF1). Por otro lado, Çolak et al. (2015) intentaron determinar si la obesidad afecta la presencia de limitación del flujo de aire, evaluando el IMC y la relación entre VEF1/CVF, evidenciando que el diagnóstico de la limitación del flujo de aire fue significativamente menos probable en sujetos con un IMC > 25 kg/m2 debido a una asociación positiva entre el IMC, VEF1 y CVF, resultando un diagnóstico inadecuado y un posterior tratamiento insuficiente de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica en personas con sobrepeso y obesidad.
Estos hallazgos se deberían a que el IMC es una medida deficiente de la adiposidad. Es por ello que se plantean medidas alternativas, como la circunferencia de la cintura y la relación cintura-cadera, los cuales han demostrado asociaciones significativamente negativas con la CVF y VEF1 (Canoy et al., 2004; Chen et al., 2007). También el grosor de pliegues cutáneos se han utilizado para estimar la grasa corporal total y se ha asociado negativamente con la capacidad pulmonar total (CPT) y la CVF (Collins et al., 1995; Lazarus et al., 1998).
Debido a la variabilidad de los parámetros según la medición de adiposidad, es que el objetivo de la presente investigación fue comparar parámetros de la función pulmonar en individuos obesos según IMC y porcentaje de distribución de grasa corporal.
MATERIAL Y MÉTODO
Estudio transversal exploratorio, desarrollado entre julio y agosto del 2016 en el Laboratorio de FunciónDisfunción Ventilatoria de la Universidad Católica del Maule (UCM).
Participantes. Se reclutaron estudiantes de la UCM, para calcular el número se utilizó el programa estadístico eNe 3.0. Se determinó una potencia del 80 %, un nivel de significación de 5 %. Esto arrojó un número de 51 sujetos, no obstante, considerando un 10 % de abandono se evaluaron 57 participantes. el número total de participantes es de 57. Los participantes fueron mayores de 18 años, no tenian evidencia clínica de enfermedad respiratoria crónica y/o aguda y presentaban valores espirométricos normales. Se excluyeron los sujetos con hábitos tabáquico, alteraciones morfológicas de tórax o columna vertebral. Todos firmaron un formulario de consentimiento informado previamente visado por el comité de ética de la UCM (23/2016).
La muestra fue divida en normo-peso (Np) y obesos (O), en dos instancias distintas, según criterios de IMC (Organización Mundial de la Salud, 2018) y por porcentaje de grasa corporal (PGC) (Durnin & Womersley, 1974). Las pruebas de función pulmonar se realizaron en el laboratorio de Función Disfunción Ventilatoria de la Universidad Católica del Maule por el kinesiólogo a cargo (Certificado MINSAL).
Antropometría
Estatura. Se midió con un antropómetro SECA® (modelo 220, Hamburgo Alemania) la distancia desde el suelo al vértex. El sujeto debió estar de pie, con los talones juntos y los pies formando un ángulo de 45°. Talones, glúteos, espalda y región occipital en contacto con la superficie del antropómetro. La medida fue en inspiración máxima, manteniendo la cabeza en el plano meato-orbitario (de Frankfort) (International Society for Advancement of Kinanthropometry, 2001).
Masa corporal. Se utilizó una balanza SECA® (modelo 840, Hamburgo Alemania) para registrar el peso en kilogramos. Importante, para prevenir falsos positivos el sujeto no vio su registro (International Society for Advancement of Kinanthropometry).
Índice de masa corporal. Es un indicador de la relación entre el peso y la talla, se utiliza para identificar el sobrepeso y la obesidad. Se obtiene dividiendo el peso en kilogramos por su talla en metros al cuadrado (kg/m2) (Organización Mundial de la Salud).
Porcentaje de grasa corporal. Se utiliza para determinar la masa grasa, a través de la medición de los pliegues bicipital, tricipital, subescapular y suprailiaco los cuales interactúan con una función logarítmica y constantes en la siguiente formula: C-[M*Log(suma pliegues)], en donde las constantes C y M están determinadas por la edad y el sexo del evaluado (Durnin & Womersley). Los pliegues se midieron con un caliper Lange Skinfold Caliper® (Beta Technology, Santa Cruz California), los pliegues fueron; Bicipital: punto medio de la línea media acromial-radial, cara anterior del brazo, sobre la porción media del bíceps, paralelo al eje longitudinal del brazo; Tricipital: es vertical, se sitúa en el punto medio acromio-radial de la cara posterior del brazo; Subescapular: ubicado a dos centímetros del ángulo inferior de la escápula, está en dirección oblicua hacia abajo y afuera formando un ángulo de 45° con la horizontal; Suprailiaco: encima de la cresta ilíaca en la línea medio axilar. El pliegue corre hacia delante y hacia abajo, formando un ángulo de alrededor de 30-45º con la horizontal (International Society for Advancement of Kinanthropometry).
Volúmenes ventilatorios. Las pruebas se realizaron en un pletismógrafo corporal Mediagraphics (Modelo Platinum Elite DL® St. Paul, Minnesota USA). Se midió según la normativa de la American Thoracic Society (ATS). De manera breve, se ajustó la pieza bucal a la altura de la cavidad oral. El evaluado debió asegurar que su boca este bien cerrada durante la prueba para evitar fugas de aire, pinza nasal, sus manos para bloquear la musculatura facial. Posteriormente se cerró la cabina y se indicó realizar cuatro ventilaciones a volumen corriente. Se instruyó al sujeto para que “jadeara suavemente” intentando mover volúmenes de entre 50 a 60 mL mientras bloqueabasus mejillas con los extremos de los dedos para evitar fluctuación de la presión de la boca. La frecuencia de jadeo debió ser cercana a 60 por minuto (1 Hz). El profesional a cargo activó el shutter durante 2 a 3 segundos, después de esto se indicó una inspiración máxima y posteriormente una espiración hasta volumen residual (VR) (Wanger et al., 2005).
Medición de la presión inspiratoria y espiratoria máxima (PImáx-PEmáx). Se midió según la normativa de la ATS. De manera breve, en el caso de la PImáx el evaluado se colocó las pinzas nasales, ventiló a volumen corriente por cinco ciclos respiratorios a través del neumotacógrafo y se le indicó al sujeto realizar una espiración máxima, se bloqueó el neumotacógrafo y se solicitó una inspiración máxima contra la válvula cerrada. Para la PEmáx el evaluado se colocó las pinzas nasales, ventiló a volumen corriente por cinco ciclos respiratorios a través del neumotacógrafo y se le indicó al sujeto realizar una inspiración máxima, se bloqueó el neumotacógrafo y se solicitó una espiración máxima contra la válvula cerrada. En ambas, se seleccionó la mejor prueba de un mínimo de tres maniobras aceptables y reproducibles según normativa ATS (American Thoracic Society/European Respiratory Society, 2002).
Análisis estadístico. Se utilizó el programa estadístico GraphPad Prism (versión 5.0®, San Diego, USA). El manejo descriptivo de las variables fue mediante promedio ± desviación estándar. Para observar diferencias en el comportamiento del volumen y presiones pulmonares según estado nutricional, normo-peso versus obeso, se utilizó la prueba t de student o U de Mann-Whitney para muestras independientes. El nivel de significancia estadística se estableció en un p < 0,05.
RESULTADOS
El total de evaluados fue de 39 y 32 sujetos para el grupo IMC y PGC, respectivamente, se excluyeron 18 y 25 sujetos debido a estar fuera de los rangos exigidos para ser considerados Np y O, tanto por IMC como por PGC (Fig. 1). Ambos grupos se encontraron en equilibrio en la división por sexo (Tablas I y II) y la edad en ambos grupos estuvo en los 22 años promedio y no mostró diferencia significativa entre ambas condiciones (Tablas I y II). La comparación entre los grupos para las variables de antropometría corporal mostró un aumento significativo en sujetos Np versus los O en las variables de peso e IMC, para ambas divisiones (Tablas I y II). En función pulmonar, el análisis mostró un aumento significativo en el valor de la capacidad inspiratoria (CI) de O versus Np y del volumen de reserve espiratoria (VRE) y capacidad residual funcional (CRF) de Np en relación a O, tanto para la división por IMC como por PGC (Tablas III y IV). Sin embargo, en el grupo dividido por IMC las variables resistencias específica de las vías aéreas (sRaw) y PImáx fueron significativamente mayor en los participantes O, asimismo, la conductancia especifica de las vías aéreas (sGaw) fue significativamente mayor en sujetos Np. Por otra parte, el VR fue significativamente mayor en sujetos Np en comparación a O según su PGC (Tabla IV). Al comparar la edad de entre ambos grupos de O no se observaron diferencias significativas, asimismo, las variables de antropometría básicas, pliegues y circunferencias tampoco mostraron diferencias (Tabla V).
Fig. 1 Selección de los sujetos de estudio. Índice de Masa Corporal (IMC), Porcentaje de Grasa Corporal (PGC).
Tabla I Descripción de la muestra según Índice de Masa Corporal.
kg: kilogramos; m: metros; kg/m2: kilogramo partido por metros al cuadrado; cm: centímetros; L: litros; L/seg: litros partidos por segundos; %: porcentaje; CVF: capacidad vital forzada; VEF1: volumen espiratorio forzado en el primer segundo VEF1/CVF: relación entre el volumen espiratorio forzado en el primer segundo y capacidad vital forzada; FEF25-75: flujo espiratorio forzado entre el 25 y 75 % de la capacidad vital forzada; FEF máx: flujo espiratorio forzado máximo.
Tabla II Descripción de la muestra según porcentaje de grasa.
kg: kilogramos; m: metros; kg/m2: kilogramo partido por metros al cuadrado; cm: centímetros; L: litros; L/seg: litros partidos por segundos; %: porcentaje; CVF: capacidad vital forzada; VEF1: volumen espiratorio forzado en el primer segundo VEF1/CVF: relación entre el volumen espiratorio forzado en el primer segundo y capacidad vital forzada; FEF25-75: flujo espiratorio forzado entre el 25 y 75 % de la capacidad vital forzada; FEF máx: flujo espiratorio forzado máximo.
Tabla III Variables de función pulmonar según Índice de Masa Corporal.
L: litros; s: segundos; CI: capacidad inspiratoria, VRE: volumen de reserva espiratoria; VR: volumen residual; CRF: capacidad residual funcional; CPT: capacidad pulmonar total; RAW: resistencia de la vía aérea; GAW: conductancia de la vía aérea; sRAW: resistencia específica de la vía aérea; sGAW: conductancia específica de la vía aérea; cmH2O/L/s: centímetros de agua partido por litros partido por segundos; L/s/cmH2O: litros partido por segundos partidos centímetros de agua; cmH2O*s: centímetros de agua por segundos; 1/cmH2O*s: uno partido por centímetros de agua por segundos; PImáx: presión inspiratoria máxima; cmH2O: centímetros de agua; PEmáx: presión espiratoria máxima.
Tabla IV Variables de función pulmonar según porcentaje de grasa.
L: litros; s: segundos; CI: capacidad inspiratoria, VRE: volumen de reserva espiratoria; VR: volumen residual; CRF: capacidad residual funcional; CPT: capacidad pulmonar total; RAW: resistencia de la vía aérea; GAW: conductancia de la vía aérea; sRAW: resistencia específica de la vía aérea; sGAW: conductancia específica de la vía aérea; cmH2O/L/s: centímetros de agua partido por litros partido por segundos; L/s/cmH2O: litros partido por segundos partidos centímetros de agua; cmH2O*s: centímetros de agua por segundos; 1/cmH2O*s: uno partido por centímetros de agua por segundos; PImáx: presión inspiratoria máxima; cmH2O: centímetros de agua; PEmáx: presión espiratoria máxima.
DISCUSIÓN
Los resultados reportados, al realizar el análisis según el IMC, mostraron diferencias significativas en la sRaw y sGaw de sujetos O en relación a los Np, situación no observada al realizar el análisis según PGC, donde solo se observaron diferencias significativas en los volúmenes pulmonares (Tablas III y IV). La evidencia indica que la obesidad provoca cambios significativos en volúmenes, presiones y resistencia de la vía aérea (RVA), aquí los modelos de distribución de grasa corporal explicarían en parte este fenómeno, debido a las repercusiones en la mecánicas ventilatoria que generaría la acumulación de grasa en el tórax y/o abdomen (Mafort et al.).
Por tanto, una consideración importante al momento de categorizar la obesidad, es saber si la herramienta elegida es válida y también proporciona información adicional sobre la localización del tejido graso. Determinar si los sujetos O presenten similar distribución de la grasa, o esta predomina en sectores localizados como en el tórax por ejemplo, permitiría saber si altera de forma selectiva variables relacionadas con este segmento, como la función ventilatoria para este caso en específico. En este sentido la literatura es precaria puesto que, junto con ser difusa, presenta en forma sostenida la clasificación de los sujetos principalmente según IMC y no por su PGC. Al respecto, Kyle et al. (2003) observaron una relación directa y significativa entre IMC y PGC, sin embargo, esta asociación era en el grupo de sujetos Np y sobrepesos, no así en los O donde esta correlación se perdía. Los investigadores atribuyen este fenómeno a que en las mediciones de PGC, tanto las variables externas (experiencia del evaluador) como internas (nivel de agua corporal) generarían una disminución en la confiabilidad de esta prueba (Kyle et al.). Esto respaldaría los resultados obtenidos, debido a que frente a una misma muestra el IMC mostró diferencias significativas en la RVA, situación no observada al utilizar el PGC. En este caso, al igual que Kyle et al., puede ser que la medición del PGC haya disminuido su confiabilidad en el segmento de los O. A contramano Cotes et al. (2001) concluyeron, en una muestra de 458 sujetos de ambos sexos y edades entre 25 a 74 años, que la masa libre de grasa y el PGC aumentan la exactitud en las ecuaciones de referencia de función pulmonar versus la baja información entregada por el IMC. Por tanto, no existe una posición clara con respecto a las herramientas de categorización de la obesidad y su relación con la función pulmonar.
En específico, los resultados de la función ventilatoria según IMC muestran que existe una diferencia significativa en sRaw y sGaw entre sujetos O y Np.
Mientras que cuando se trata de CRF y VRE ambas categorías IMC y PGC, no muestran diferencias significativas entre los sujetos O y Np, excepto para VR a favor del PGC, donde esta variable está disminuida en sujetos con mayor PGC. Asumiendo que estos son términos clínicamente poco estudiados en sujetos sanos, debido a que no son predictores utilizados para diagnosticar patologías respiratorias y en base a los resultados reportados, existe una alta probabilidad de que la obesidad incube evidentes valores de compromiso sin que aún se hayan expresado clínicamente, excepto por la presencia mecánica de disfunciones de la vía aérea. En este contexto, la información indica que la obesidad ha demostrado tener una relación directa con la disminución en la compliance de la pared torácica, provocando los trastornos mecánicos ya mencionados (Maiolo et al., 2003; Mafort et al.).
De esta manera, los resultados confirman lo planteado por Zerah et al. (1993), quienes estudiaron los efectos de la obesidad en la resistencia del sistema ventilatorio. Para esto midieron 46 pacientes con un rango etario entre 16 y 63 años, obteniendo además como resultado que el aumento de la Raw está directamente relacionado con la disminución de volúmenes pulmonares (Zerah et al.), lo cual se hace evidente en las Tablas III y V. Al mismo tiempo que la conductancia mostraba una relación directa y significativa con esta disminución de volúmenes, es decir, a menor Gaw, menor serían los volúmenes pulmonares, resultados que concuerdan con la disminución específica de CRF y VRE de este estudio (Tablas III y IV).
Otros antecedentes bibliográficos señalan que esto se podría asociar a que el tejido adiposo promueve la producción de citoquinas proinflamatorias, alterando la función del sistema ventilatorio y el tono de las vías respiratorias. Al mismo tiempo el tejido adiposo acumulado en la pared de la caja torácica y en la cavidad abdominal comprimen la caja torácica dificultando aún más el trabajo respiratorio y el funcionamiento normal de las variables de función ventilatoria (Costa et al., 2008). En este contexto, Barton et al. (2016) demostraron que existe una relación directa entre porcentaje de área de la pared bronquial e IMC (r=0,55; p<0,001) y volumen adiposo subcutáneo (r=0,41; p<0,001). Sin embargo, tales especulaciones requieren de estudios morfofuncionales de alta resolución, que permitan despejar si efectivamente la acumulación selectiva de grasa provoca tales efectos y lo más atendible aún, si la traducción que entregan las técnicas de medición convencionalmente utilizadas están en condiciones de especificidad y sensibilidad suficientes para pesquisar tales compromisos. Al respecto, los presentes resultados sólo permiten señalar que en altos niveles de obesidad el IMC siguen entregando mejores niveles de información (Tablas I y III).
Del mismo modo que Littleton (2012), quien estudió el impacto de la obesidad en el sistema ventilatorio y planteó que en sujetos O existe un incremento de las resistencias elásticas tanto de los pulmones como de la caja torácica, lo cual unido a la reducción de la distensibilidad pulmonar condicionarían un mayor trabajo respiratorio (Chlif et al., 2005; Kera & Maruyama, 2005). El presente estudio demuestra con claridad la compensación activa dada por el incremento de la CI en ambos controles. No obstante, cuando la comparación se focaliza en la musculatura inspiratoria, nuevamente sólo el IMC mostró sensibilidad para su traducción. Así, reconociendo la capacidad del IMC como predictor de la función ventilatoria, aún estaría pendiente explorar si definitivamente los efectos mecánicos del PGC sobre las vías aéreas se podrían obtener con mejores instrumentos de medición.
Limitaciones y proyecciones
Una importante limitación corresponde a la baja utilización del PGC en las investigaciones, ya que en la mayoría de los estudios previos los datos se comparan en base al IMC. A pesar de que el PGC se espera que actúe como una variable más sensible y directa para observar el estado nutricional, es menos utilizada, ya que se requiere de una mayor complejidad para la obtención de los datos.
Además, no se incluyó en los criterios el nivel de actividad física que poseen los sujetos de la muestra, siendo esta una variable que puede incidir o no los resultados de función pulmonar.
Sería interesante incorporar el uso de otras variables antropométricas para relacionarlas con el comportamiento de la función ventilatoria. La asociación con las variables de función ventilatoria para los grupos Np y O, en futuros estudios deberían incorporar con mayor especificidad las mediciones de dimensiones torácicas y abdomen como también las mediciones de grasa total a través de bioimpedancia o determinación de grasa torácica y abdominal por tomografía axial computarizada, las cuales en complemento con el IMC y/o PGC puedan estimar de manera más representativa la localización del tejido graso. En la misma línea, dado el comportamiento de los hallazgos, resta por incorporar a estos estudios aquellos grupos de condición intermedia como los sobrepesos los cuales pudiesen aportar en la comprensión del fenómeno en estudio.
