densidad capilar y función respiratoria en el músculo

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ORIGINALES Densidad capilar y función respiratoria en el músculo intercostal externo M.A. Jiménez-Fuentes a , J. Gea' 1 ' 11 , M.C. Aguar a , J. Minguella be , J. Lloreta c -' 1 , Miquel Pélez a -' 1 , Joan Broquetas a '" "Servicios de Neumología. ''Cirugía Torácica y ''Anatomía Patológica. Unitat de Recerca Respiratoria-Ambiental. Hospital del Mar-IMIM. d Universitat Pompeu Fabra. Universitat Autónoma de Barcelona c . Barcelona. Las alteraciones en la función pulmonar se han relaciona- do con modificaciones estructurales adaptativas en los mús- culos respiratorios. OBJETIVO: Evaluar la densidad capilar (Dcap) del múscu- lo intercostal externo (IE) en pacientes con EPOC, y sus eventuales relaciones con la función respiratoria. MATERIAL Y MÉTODOS: Se incluyeron 42 individuos (61 ± 9 años), en los que se evaluó la función pulmonar convencio- nal y la de los músculos respiratorios (presiones máximas en reposo y prueba de resistencia según técnica de Martyn). La muestra incluyó 10 sujetos con función pulmonar normal y 32 pacientes con EPOC (FEV,, entre 13 y 78% ref), en fase estable y sin insuficiencia respiratoria (PaO, > 60 mmHg). En todos se realizó biopsia local del IE, a nivel del 5.° espa- cio intercostal, línea medio-axilar anterior, lado no do- minante. La muestra fue procesada para morfometría, tipificándose las fibras en las tinciones de ATPasa, y cuanti- ficándose los capilares en la de tricrómico de Gomori. RESULTADOS: El diámetro medio global fue de 61 ± 10 uní, predominando las fibras de tipo I (56 ± 11%). La Dcap fue de 2,8 ± 0,6 capilares/fibra (equivalente a 1,02 ± 0,37 capila- res/mm 2 de superficie fibrilar), presentando los pacientes con EPOC grave (FEV, < 50% ref) una cifra sensiblemente superior a los controles (3,0 ± 0,6 frente a 2,3 ± 0,5 capila- res/fibra, p < 0,01), y correlacionando inversamente esta va- riable con el FEV, (r = -0,395, p < 0,01). La capilaridad del músculo no evidenció relación con el resto de variables fun- cionales, incluyendo las de función muscular respiratoria e intercambio de gases. CONCLUSIÓN: La remodelación estructural de los múscu- los IE en pacientes con EPOC incluye también un aumento en la densidad de sus capilares interfibrilares. Este aumen- to es proporcional a la severidad de la obstrucción y proba- blemente refleja un fenómeno de índole adaptativa. Capillary density and respiratory function in the externa! intercostal muscle Changes in lung function have been related to adaptive structural modifications in respiratory muscles. OBJECTIVE: To evalúate the capillary density (Dcap) of the external intercostal muscle in patients with chronic obstruc- tive pulmonary disease (COPD), and its possible relation to respiratory function. METHODS: Forty-two individuáis (61 ± 9 years oíd) under- went conventional lung function testing and evaluation of respiratory muscles (máximum pressures at rest and a tole- rance test using Martyn's technique). The sample included 10 subjects with normal lung function and 32 COPD patients (FEV1 between 13 and 78% of reference), in stable phase and with no respiratory insufficiency (Pa0¡ > 60 mmHg). A local biopsy of the external intercostal muscle was taken from all subjects at the fifth intercostal space (anterior axile) on the non-dominant side. The sample was processed for morphometry and fiber typing with ATPase staining and for quantifying capillarity with Gomori's trichrome staining. RESULTS: The mean diameter was 61 ± 10 um, with type I fíbers predominating (56 ± 11%). Dcap was 2.8 ± 0.6 capilla- ries/fiber (equivalent to 1.02 ± 0.37 capillaries/mm 2 of fibri- llary surface). The number of capillaries/fiber was signifi- cantly higher in patients with severe COPD (FEV| < 50% ref) than in controls (3.0 ± 0.6 versus 2.3 ± 0.5, p < 0.01) and was inversely related to FEVi (r = -0.395, p < 0.01). Muscle capi- llarity was unrelated to other function variables, including markers of respiratory muscle function and gas exchange. CONCLUSIÓN: The structural remodelling of external in- tercostal muscles in COPD patients aiso includes an increase in density of interfibrillary capillaries. This increase is pro- portional to the severity of obstruction and probably reflects an adaptive phenomenon. Palabras clave: Músculos respiratorios. Vasos sanguíneos. Adaptación. (Arch Bronconeumol 1999; 35: 471-476) Key words: Respiratory muscles. Blood vessels. Adapti tation. Este proyecto ha sido subvencionado parcialmente por SEPAR, FIS. ASTRA. ARMAR y BIOMED (UE). Correspondencia: Dr. J. Gea. Servei de Pneumologia. Hospital del Mar-IMIM. Pg. Marítim, 27. 08003 Barcelona. Correo electrónico: [email protected] Recibido: 8-9-98; aceptado para su publicación: 22-6-99. 2) Introducción Los músculos respiratorios, y en concreto los que actúan durante la inspiración, son los responsables de generar el gradiente de presión necesario para conseguir la entrada de aire en los pulmones. En los últimos años se ha destacado el papel que estos músculos pueden 471

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Page 1: Densidad capilar y función respiratoria en el músculo

ORIGINALES

Densidad capilar y función respiratoriaen el músculo intercostal externo

M.A. Jiménez-Fuentesa, J. Gea'1'11, M.C. Aguara, J. Minguellabe, J. Lloretac-'1, Miquel Péleza-'1, Joan Broquetasa'"

"Servicios de Neumología. ''Cirugía Torácica y ''Anatomía Patológica. Unitat de Recerca Respiratoria-Ambiental. Hospital del Mar-IMIM.dUniversitat Pompeu Fabra. Universitat Autónoma de Barcelonac. Barcelona.

Las alteraciones en la función pulmonar se han relaciona-do con modificaciones estructurales adaptativas en los mús-culos respiratorios.

OBJETIVO: Evaluar la densidad capilar (Dcap) del múscu-lo intercostal externo (IE) en pacientes con EPOC, y suseventuales relaciones con la función respiratoria.

MATERIAL Y MÉTODOS: Se incluyeron 42 individuos (61 ± 9años), en los que se evaluó la función pulmonar convencio-nal y la de los músculos respiratorios (presiones máximas enreposo y prueba de resistencia según técnica de Martyn). Lamuestra incluyó 10 sujetos con función pulmonar normal y32 pacientes con EPOC (FEV,, entre 13 y 78% ref), en faseestable y sin insuficiencia respiratoria (PaO, > 60 mmHg).En todos se realizó biopsia local del IE, a nivel del 5.° espa-cio intercostal, línea medio-axilar anterior, lado no do-minante. La muestra fue procesada para morfometría,tipificándose las fibras en las tinciones de ATPasa, y cuanti-ficándose los capilares en la de tricrómico de Gomori.

RESULTADOS: El diámetro medio global fue de 61 ± 10 uní,predominando las fibras de tipo I (56 ± 11%). La Dcap fuede 2,8 ± 0,6 capilares/fibra (equivalente a 1,02 ± 0,37 capila-res/mm2 de superficie fibrilar), presentando los pacientescon EPOC grave (FEV, < 50% ref) una cifra sensiblementesuperior a los controles (3,0 ± 0,6 frente a 2,3 ± 0,5 capila-res/fibra, p < 0,01), y correlacionando inversamente esta va-riable con el FEV, (r = -0,395, p < 0,01). La capilaridad delmúsculo no evidenció relación con el resto de variables fun-cionales, incluyendo las de función muscular respiratoria eintercambio de gases.

CONCLUSIÓN: La remodelación estructural de los múscu-los IE en pacientes con EPOC incluye también un aumentoen la densidad de sus capilares interfibrilares. Este aumen-to es proporcional a la severidad de la obstrucción y proba-blemente refleja un fenómeno de índole adaptativa.

Capillary density and respiratory functionin the externa! intercostal muscle

Changes in lung function have been related to adaptivestructural modifications in respiratory muscles.

OBJECTIVE: To evalúate the capillary density (Dcap) of theexternal intercostal muscle in patients with chronic obstruc-tive pulmonary disease (COPD), and its possible relation torespiratory function.

METHODS: Forty-two individuáis (61 ± 9 years oíd) under-went conventional lung function testing and evaluation ofrespiratory muscles (máximum pressures at rest and a tole-rance test using Martyn's technique). The sample included10 subjects with normal lung function and 32 COPD patients(FEV1 between 13 and 78% of reference), in stable phaseand with no respiratory insufficiency (Pa0¡ > 60 mmHg). Alocal biopsy of the external intercostal muscle was takenfrom all subjects at the fifth intercostal space (anterior axile)on the non-dominant side. The sample was processed formorphometry and fiber typing with ATPase staining and forquantifying capillarity with Gomori's trichrome staining.

RESULTS: The mean diameter was 61 ± 10 um, with type Ifíbers predominating (56 ± 11%). Dcap was 2.8 ± 0.6 capilla-ries/fiber (equivalent to 1.02 ± 0.37 capillaries/mm2 of fibri-llary surface). The number of capillaries/fiber was signifi-cantly higher in patients with severe COPD (FEV| < 50% ref)than in controls (3.0 ± 0.6 versus 2.3 ± 0.5, p < 0.01) and wasinversely related to FEVi (r = -0.395, p < 0.01). Muscle capi-llarity was unrelated to other function variables, includingmarkers of respiratory muscle function and gas exchange.

CONCLUSIÓN: The structural remodelling of external in-tercostal muscles in COPD patients aiso includes an increasein density of interfibrillary capillaries. This increase is pro-portional to the severity of obstruction and probably reflectsan adaptive phenomenon.

Palabras clave: Músculos respiratorios. Vasos sanguíneos.Adaptación.

(Arch Bronconeumol 1999; 35: 471-476)

Key words: Respiratory muscles. Blood vessels. Adaptitation.

Este proyecto ha sido subvencionado parcialmente por SEPAR, FIS. ASTRA.ARMAR y BIOMED (UE).

Correspondencia: Dr. J. Gea.Servei de Pneumologia. Hospital del Mar-IMIM.Pg. Marítim, 27. 08003 Barcelona.Correo electrónico: [email protected]

Recibido: 8-9-98; aceptado para su publicación: 22-6-99.

2)

Introducción

Los músculos respiratorios, y en concreto los queactúan durante la inspiración, son los responsables degenerar el gradiente de presión necesario para conseguirla entrada de aire en los pulmones. En los últimos añosse ha destacado el papel que estos músculos pueden

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ARCHIVOS DE BRONCONEUMOLOGIA. VOL. 35, NUM. 10, 1999

desempeñar en el desarrollo de la insuficiencia respira-toria'2. En sujetos sanos y en reposo, el principal mús-culo inspiratorio es el diafragma. Sin embargo, en situa-ciones de sobrecarga o en presencia de determinadaspatologías respiratorias, los intercostales externos (IE)desarrollan también un papel importante3''.

Varios estudios han evaluado recientemente la re-lación que existe entre la función de los músculos res-piratorios y su estructura interna7". Algunos de estosestudios han demostrado cambios morfológicos (funda-mentalmente en el tamaño y proporciones fibrilares) enlos músculos de pacientes con enfermedad pulmonarobstructiva crónica (EPOC). La naturaleza de estoscambios parece adaptativa, en respuesta a las cargas quedeben afrontar"l). Respecto a los componentes vascula-res, y muy recientemente, se ha demostrado que el con-tenido de capilares interfíbrilares puede hallarse aumen-tado en el diafragma de estos enfermos'". Cabría esperarque los fenómenos de remodelación vascular tambiénestén presentes en otros músculos respiratorios. Sin em-bargo, no existen datos al respecto. El objetivo de estetrabajo ha sido analizar la densidad capilar en el múscu-lo IE, y sus posibles relaciones con las alteraciones dela función pulmonar que aparecen en la EPOC.

Material y métodos

Población

Se incluyeron de forma prospectiva un total de 42 indivi-duos (61 ± 9 años). Para homogeneizar la población y evitarfactores distorsionadores, se excluyeron los pacientes de sexofemenino, edad superior a 75 años, con prueba broncodilata-dora positiva, desnutrición, enolismo (superior a 80 g/día),que asociaran patologías neuromusculares o metabólicas y/o que recibiesen tratamiento crónico con esferoides, antago-nistas del calcio o diuréticos. El estudio fue aprobado por elcomité de ética de nuestro centro y todos los individuos con-sintieron por escrito su participación, tras ser informados so-bre el objetivo y fases de desarrollo del estudio.

Diseño del estudio

Tras la anamnesis y exploración física se procedió a la rea-lización de pruebas funcionales respiratorias convencionales yevaluación nutricional para la definitiva inclusión en el proto-colo. A las 24 h se determinó la función muscular respiratoria,y un día más tarde se realizó la biopsia del IE, que fue poste-riormente procesada y evaluada morfométricamente.

Estudio funcional

1. Función pulmonar. La evaluación funcional consistió enla realización de una espirometría forzada con prueba bronco-dilatadora, determinación de volúmenes pulmonares estáticos,resistencia de la vía aérea, transferencia del CO y gasometríaarterial en reposo.

La espirometría se realizó mediante un espirómetro Datos-pir 900 (Sibel, Barcelona), utilizando como referencia los va-lores disponibles para una población mediterránea". El diag-nóstico de EPOC se realizó siguiendo las normativas clásicaspara esta entidad'2. Los volúmenes pulmonares estáticos y re-sistencia de la vía aérea se determinaron por pletismografíacorporal con un equipo Masterlab (Jaeger, Würzburg, Alema-nia). La transferencia de CO se determinó utilizando la técni-

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ca de la "respiración única", con el citado equipo. Los valoresde referencia fueron, asimismo, los ya publicados para unapoblación de nuestro entorno geográfico"'14. La gasometríaarterial se realizó por punción de la arteria radial, con el pa-ciente respirando aire ambiente, y tras efectuar la prueba deAlien. La muestra fue procesada mediante técnicas polarográ-ficas convencionales (ABL 330, Radiometer Copenhague. Di-namarca) para la determinación de pH, PaOi y PaCO,.

2. Función de los músculos respiratorios. Se determinaronlas presiones inspiratorias a volumen corriente y durante larealización de maniobras inspiratorias máximas tanto estáti-cas (sin flujo aéreo) como dinámicas (con flujo). Las presio-nes fueron evaluadas en boca (PIM) y esófago (Pes^.^). Laprimera se determinó desde el volumen residual (RV) me-diante un manómetro Sibelmed-163 (Sibel, Barcelona), dota-do de pieza bucal ocluible. Se consideró como válida la me-jor de tres maniobras consecutivas, dos de las cualesdifiriesen menos de un 5%. Los valores de referencia ut i l iza-dos fueron los de Wiison et al'5. La Pes,,^ se obtuvo a travésde una sonda-balón de látex, colocada en el esófago, y conec-tada a un transductor de presión (Transpac 11, Abbott, Chica-go, 111, USA). Se determinó durante la maniobra de inhala-ción brusca (sniff) desde la capacidad funciona] residual(FRC)"'. Como índices de reserva muscular ante la fatiga seutilizaron el cociente entre presiones torácicas a volumen co-rriente y máxima (Pes/Pes,,,^), y el índice tensión-tiempopara la globalidad de los músculos respiratorios (TTmr =[Pes/Pes,,,.jJ*(Ti/T.].o,]. donde Ti es el tiempo inspiratorio yT|(yr el tiempo total del ciclo respiratorio). Las variables depatrón ventilatorio se obtuvieron mediante un neumotacóme-tro Screenmate (Jaeger, Würzburg, Alemania). El circuito ex-terno consistía en una boquilla con toma de presión y válvulade dos vías de baja resistencia (Hans-Rudolph Inc., KansasCity, Mo, USA), a cuyo brazo inspiratorio se conectaba elmencionado neumotacómeifo.

El estudio de resistencia a cargas inspiratorias se realizómediante la prueba de Martyn modificada17, utilizando unaválvula umbral de tipo Nickerson. La prueba se realizó en dosfases consecutivas. En primer lugar, se procedía a la aplica-ción de cargas inspiratorias progresivas, con incrementos de50 g cada 2 min, hasta determinar la carga máxima tolerada(CMT).

Posteriormente, tras 30 min de reposo, se determinaba eltiempo que el paciente era capaz de respirar frente al 80% desu carga máxima (tiempo límite o Tlim).

Estudio morfométrico del músculo IE

1. Técnica de biopsia muscular. Tras la preparación delcampo quirúrgico, se procedió a la anestesia local de la zona(5." espacio intercostal, línea medio-axilar anterior del lado nodominante), con inyección intradérmica de lidocaína al 5%.Después se realizó una incisión cutánea y se procedió a la di-sección por planos anatómicos hasta localizar la zona de in-serción del IE. Allí se instilaba por imbibición una pequeñacantidad de lidocaína al 2% para reducir el artefacto de con-tracción secundario al dolor, y se obtenía la muestra. El cortede las fibras se realizó siempre en paralelo a su orientaciónanatómica. El tamaño de la muestra osciló entre 0,5 y 1 cm delongitud.

2. Procesamiento de la muestra. Tras su extracción, lasmuestras fueron fijadas por sus extremos en una base planapara reducir en lo posible el potencial artefacto de contrac-ción. Seguidamente, se dividieron en dos porciones. La pri-mera se fijó en formaldehído al 10%, incluyéndose a conti-nuación en parafina. La tinción escogida para el análisis decapilares fue la de tricrómico de Gomori. La segunda partefue congelada en isopentano enfriado con nitrógeno líquido.

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M.A. JIMÉNEZ-FUENTES ET AL- DENSIDAD CAPILAR Y FUNCIÓN RESPIRATORIAEN EL MÚSCULO INTERCOSTAL EXTERNO

para posterior inclusión en OCT y procesamiento con tincio-nes de NADH-TR y ATPasa a diferentes pH (4,2, 4,6 y 9,1).

3. Evaluación morfométrica de las muestras. Se realizó me-diante el sistema Videoplan II (Zeiss, Kontron Electronics,Bremen, Alemania), dotado de un programa histomorfométri-co semiautomático. El sistema consta de un ordenador y unmicroscopio óptico Polivar 0108 (Reichert-Jung, Austria), co-nectados a un sistema digital de medida, tipo lápiz óptico. Seevaluaron el diámetro mínimo, área y perímetro de un mínimode 100 fibras para cada paciente, con sus correspondientes ca-pilares'8.

Estudio nutricional

Fundamentalmente tuvo como objetivo descartar la presen-cia de desnutrición. Incluyó la evaluación antropométrica yanalítica. En la primera se estudiaron el peso, el índice demasa corporal (BMI) y el pliegue cutáneo tricipital (SkinfoldCaliper, Jammar, Ont, Canadá). La analítica incluyó determi-naciones séricas de colesterol, proteínas totales y albúmina.

Tratamiento estadístico

Los valores se expresan como media y desviación estándarde ésta (X ± DE). La normalidad de cada variable se evaluócon la prueba de Kolmogorov-Smirnoff. Las comparacionesentre variables de los diversos grupos de pacientes se realiza-ron mediante análisis de variancia. La relación entre dos va-riables se analizó a través del coeficiente de correlación dePearson. Se consideró significativa una p < 0,05.

Resultados

Los parámetros nutricionales de todos los sujetos in-cluidos se encontraban dentro de la normalidad (peso,71 ± 9 kg; BMI, 25 ± 3 kg/m2; pliegue cutáneo tricipi-tal, 10,8 ± 3,7 mm; proteínas totales séricas, 6,8 ± 0,5g/dl, y albúmina, 4,3 ± 0,2 g/dl).

Los valores individuales y medios de las variablesinás representativas de la función respiratoria y función

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de los músculos respiratorios aparecen representadas enla figura 1. La muestra incluyó 10 sujetos con funciónpulmonar normal y 32 pacientes con EPOC en fase es-table y sin insuficiencia respiratoria (PaO^ > 60 mmHg,en reposo y respirando aire ambiente). De los pacientescon EPOC, 11 presentaban una enfermedad leve (FEV|,65-79% ref), 6 moderada (PEV|, 50-64% ref) y 15 gra-ve o muy grave (35-49 y < 35% ref, respectivamente).El valor medio del FEV, para toda la población fue del61 ± 22% ref (límites, 13 a 100% ref), con FEV/PVCdel 64 ± 12%, TLC de 107 ± 15% ref, RV de 151 ±56% ref, DLco de 81 ± 20% ref, PaO; de 82 ±11 mmHg (límites, 62 a 107) y PaCO^ de 40,7 ±4,4 mmHg. La PIM mostró un valor medio de 97 ± 38%ref, Pes,̂ de -66 ± 16 cm H^O, TTmr de 0,04 ± 0,02.La prueba de Martyn demostraba una CMT de 293 ±113 g, con un Tlim de 17,05 ± 5,4 min.

Al comparar los pacientes con EPOC con los sujetoscon función pulmonar normal no se observaron diferen-cias en los aspectos nutricionales, si bien lógicamente losdel primer grupo presentaban obstrucción al flujo(FEV,/FVC 60 ± 11 frente al 74 ± 3% de los controles, yFEV i de 52 ± 18 frente a 87 ± 7% ref, p < 0,001 en am-bos casos), atrapamiento aéreo (RV, 164 ± 50 frente al108 ± 29% ref de los controles, p < 0,01), muy ligera dis-minución en la transferencia del CO (DLco 79 ± 20 y 84± 16% ref, respectivamente, p < 0,05), hipoxemia leve(Pa0¡ 78 ± 9 frente a 93 ± 9 mmHg en los sujetos con-trol, p < 0,01), y menor fuerza_(PIM de 86 ± 39 y 125 ±22% ref, p < 0,001), reserva (Pes/Pes,^ 0,13 ± 0,06 frentea 0,09 ± 0,04, p < 0,05) y resistencia muscular inspirato-rias (Tlim de 16,8 ± 5,8 y 18,0 ± 4,0 min, p = 0,05).

Respecto del estudio estructural, cabe mencionar quetodos los pacientes a los que se propuso su inclusión laaceptaron, y que en ningún caso se produjeron compli-caciones derivadas del procedimiento. El estudio de lasfibras demostró un diámetro mínimo de 61 ± 10 (im,

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ARCHIVOS DE BRONCONEUMOLOGIA. VOL. 35, NUM. 10, 1999

Fig. 2. Relación entre densidad capilar y grado de obstrucción al flujo aé-reo.

perímetro de 189 ± 29 |J.m y área fibrilar de 3.122 ±1.063 [im2. La densidad capilar (Dcap) fue de 2,8 ± 0,6capilares/fibra (equivalente a 1,02 ± 0,37 capilares/(im2

de superficie fibrilar o 1.105 ± 383 rim2 de área fibrilarpor cada capilar). Este valor se correlacionó inversamentecon el FEV, (r = -0,395, p < 0,01) (fig. 2). Además, lossujetos con EPOC grave presentaron una Dcap superiora la de aquellos con función pulmonar normal (respecti-vamente, 3,0 ± 0,6 frente a 2,3 ± 0,5 capilares/fibra, p <0,01) (fig. 3). Cabe destacar que ni la Dcap ni el restode variables morfométricas relacionadas con los capila-res presentaron asociación alguna con las restantes va-riables funcionales, incluyendo las de función de losMR (fuerza, reserva frente a la fatiga y resistencia), olos parámetros de estado nutricional. Finalmente, cabeseñalar que tanto la Dcap como el número de capilarespor unidad de área o de perímetro fibrilar demostraronuna relación directa con el porcentaje de fibras tipo II(respectivamente, r = 0,337, p < 0,05; r = 0,311, p =0,06, y r = 0,352, p < 0,05).

Discusión

Los músculos esqueléticos poseen una gran capacidadplástica. Es decir, son capaces de adaptar su estructura alas necesidades funcionales, aunque éstas sean cambian-tes. Así, los músculos sometidos a entrenamiento puedenaumentar el tamaño de sus fibras, o cambiar la composi-ción de sus proteínas estructurales y características me-tabólicas19'20. Los músculos respiratorios, en cuanto quemúsculos esqueléticos, pueden sufrir también procesosde remodelación. Estos se producirían fundamentalmenteen situaciones de sobrecarga crónica, como la EPOC7 9.Este estudio demuestra que la densidad capilar del mús-culo intercostal extemo se halla aumentada en pacientescon EPOC grave. El aumento es proporcional a la im-portancia de la alteración obstructiva.

La EPOC condiciona un sobreesfuerzo de los mús-culos respiratorios para superar fundamentalmente dosfactores: la obstrucción al flujo aéreo y los cambios de

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Fig. 3. Densidad capilar en una muestra de músculo intercostal externocorrespondiente a un sujeto con función pulmonar normal (A) y conEPOC severa (B). Tinción de tricrómico de Gomori.

geometría muscular derivados de la hiperinsuflaciónpulmonar12. Los fenómenos adaptativos estructuralesparecen incluir en el diafragma la presencia de fibrasde pequeño tamaño, aumento en las proporciones de fi-bras tipo I y su correspondiente isoforma lenta de mio-sina (MyHC) y acortamiento de las sarcómeras7 9. En elIE, por el contrario, parece producirse un mayor por-centaje de fibras tipo II (contracción rápida) y de laMyHC homónima. Si los músculos respiratorios soncapaces de adaptar sus elementos contráctiles a las car-gas que deben soportar, es previsible que también losean con sus elementos tróficos. En concreto, cabríaesperar adaptaciones vasculares. Se sabe que el entre-namiento aumenta el aporte sanguíneo a la fibras de losmúsculos esqueléticos periféricos. Esto puede realizar-se mediante el reclutamiento de vasos ya existentes o através de fenómenos de angiogénesis, siendo especial-mente importante en esfuerzos mantenidos o de resis-tencia19'23. Hasta hace poco únicamente se tenían refe-rencias de la capilaridad de los músculos respiratoriosde sujetos sanos. Estos estudios demostraban una den-sidad de 2 capilares por fibra en el diafragma24 y algomenor en el músculo intercostal25. Respecto de los pa-cientes con EPOC, recientemente se ha descrito un au-mento de la densidad capilar en el diafragma10, sin que

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se conocieran hasta la fecha datos sobre el intercostalexterno.

En este trabajo, a partir de un amplio conjunto de su-jetos, se han estudiado los cambios vasculares de esteúltimo músculo en relación con la afectación de la fun-ción pulmonar. El estudio demuestra dos cosas: que ladensidad capilar y la relación superficie fibrilar por uni-dad capilar en el IE son superiores en pacientes conEPOC grave, y que además estos cambios son propor-cionales al grado de cargas de resistencia que el múscu-lo debe vencer.

Por otra parte, y de forma hasta cierto punto sorpren-dente, no se han hallado relaciones entre los cambiosvasculares y la propia función muscular respiratoria.Ello puede ser fácilmente explicado por tres razones. Enprimer lugar, por las limitaciones que comporta el estu-dio funcional realizado de forma puntual y en fase deestabilidad; esto puede conllevar la infravaloración de lacarga a que realmente se hallen sometidos los intercos-tales, músculos que aumentan progresivamente su parti-cipación cuando se incrementan las demandas, comoserían las descompensaciones o el ejercicio. Precisa-mente, esas situaciones parecen las más susceptibles dedesencadenar fenómenos de remodelación estructural.Así, en un estudio reciente. Aguar et al demostraron unarelación moderada entre el tamaño de las fibras muscu-lares del intercostal y la reserva muscular respiratoriaglobal durante el ejercicio26. En segundo lugar, la eva-luación funcional efectuada en este trabajo fue global,sin que pueda fraccionarse con facilidad el porcentajecorrespondiente a los intercostales. Por último, la fun-ción de los músculos respiratorios es la suma de diver-sos factores opuestos (hiperinsuflación, remodelaciónfibrilar, adaptación metabólica...) que interaccionan en-tre ellos de forma variable.

Contemplados globalmente, nuestros hallazgos su-gieren que existe una adaptación vascular para cubrirlas necesidades metabólicas de las fibras en situacionesque implican mayor sobrecarga respiratoria. Hay querecordar que el IE presenta un doble modelo de recluta-miento en la EPOC. Por una parte, contribuye al esfuer-zo ventilatorio en reposo, de forma superior a como lohace en el sujeto sano3. Por otro, es requerido para con-tribuir intermitentemente en situaciones en que se incre-menta el trabajo respiratorio o existe riesgo de fatigadiafragmática6. El aumento de la densidad capilar pro-bablemente estaría en relación con ambos tipos de de-mandas. La ausencia de relación de la densidad capilarcon la Pa0¡ o la desaturación al esfuerzo parece sugerirque, en principio, la hipoxemia no tenga un papel deter-minante en la génesis de un mayor número de capilaresen nuestros pacientes. Sería interesante diseñar estudiosexperimentales que permitieran aclarar cuáles son losfactores angiogénicos que actúan en los MR sometidosa aumentos de cargas.

Un punto a destacar es la utilización en el análisis devariables que relacionan número de capilares con núme-ro y superficie fibrilares25 27. Este método es el más uti-lizado y evita las interferencias debidas a la contribu-ción del espacio extracelular28. La inclusión de unavariable que incluya el concepto de área fibrilar por

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vaso permite una mejor aproximación a la capacidadaeróbica que posee el músculo25'27. Se sabe que el dia-fragma posee una densidad capilar similar a otros mús-culos esqueléticos, pero el área fibrilar que correspondea cada uno de estos capilares es mucho menor24'2529.Esto sería aún de mayor importancia en la EPOC, don-de las fibras del diafragma y de otros MR se han reduci-do de tamaño. Además de esta relación, podría deducir-se un mayor potencial oxidativo, al menos deldiafragma, respecto de otros músculos esqueléticos.Nuevamente, esta diferencia parece aún más relevanteen la EPOC, donde se ha descrito la reducción en el po-tencial oxidativo en el músculo esquelético periférico10,sin que esta disminución parezca afectar a los MR, y enconcreto al diafragma31.

Por otra parte, la variable que relaciona superficie fi-brilar y densidad capilar representaría, además, indirec-tamente la distancia de difusión para los gases respira-torios entre el capilar y la fibra muscular.

Otro aspecto interesante es la relación observada entrela densidad capilar (representada por el número de capi-lares tanto por fibra como por unidad de área fibrilar) yel porcentaje de fibras rápidas y poco resistentes a la fa-tiga (tipo II), cuyo metabolismo es fundamentalmenteanaerobio. En estudios precedentes, nuestro grupo hademostrado que los pacientes con EPOC presentan unalto porcentaje de este tipo de fibras en sus intercosta-les31. Puede que se trate de fenómenos paralelos, sin otrarelación entre sí que formar parte del fenómeno de re-modelación muscular o quizás una hipotética hipoxemiatisular (p. ej., en las descompensaciones) habría desen-cadenado una mayor síntesis de MyHC y fibras de meta-bolismo anaerobio, y un aumento en la densidad vascu-lar32. También puede especularse con que la actividadpreponderantemente anaerobia de un músculo con altoporcentaje de fibras tipo II haya generado un estímuloangiogénico suficiente. Probablemente, modelos anima-les secuenciales puedan aclarar este punto.

El modelo de toma de muestras utilizado en nuestroestudio merece un comentario particular. Hasta la fecha,la mayoría de estudios que investigan la estructura delos músculos respiratorios de la caja torácica en laEPOC se realizan a partir de muestras obtenidas en elcurso de una toracotomía por lesión pulmonar localiza-da7'8'10'33, o en necropsias34'35. Sin embargo, estos estu-dios presentan importantes limitaciones metodológicas.En el primer caso, porque se excluyen implícitamentepacientes con alteraciones ventilatorias graves. Precisa-mente aquellos en que, al hallarse sometidos a cargasmayores, sería más previsible esperar cambios estructu-rales. Además, con este modelo se asocia casi siempreuna patología de base (p. ej., neoplasia pulmonar) quepodría interferir con los resultados. En el segundo tipode modelo no se dispone de un análisis funcional cerca-no a la muerte y los fenómenos que la acompañan pue-den afectar la estructura muscular, sobre todo a nivelmolecular. Por estas razones, hemos desarrollado unnuevo modelo que consiste en la biopsia ambulatoriadel intercostal36. Este modelo puede ser utilizado encualquier tipo de paciente, lo que permite una selecciónrigurosa. Además, representa unas mínimas molestias

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para el sujeto, que puede abandonar el hospital apenasuna hora después de la obtención de la muestra. El mo-delo abre pues el camino para el estudio de enfermoscon alteraciones ventilatorias severas, al tiempo queevita las interferencias que pudieran derivarse de pato-logías asociadas o la muerte celular.

En resumen, la densidad capilar en el músculo inter-costal externo es mayor en pacientes con EPOC grave,de forma proporcional al grado de afectación funcional.Esto sugiere una adaptación vascular en forma de an-giogénesis, secundaria a los requerimientos funcionalesque este músculo debe asumir.

Agradecimiento

A Nuria Soler y Ángela Roig por su colaboración en la ob-tención de las muestras musculares y realización de las prue-bas funcionales respiratorias.

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