Alejandro Casas Herrera, MD FUNDACION NEUMOLOGICA COLOMBIANA Evaluación de la capacidad de ejercicio (C6M) en el acompañamiento de los pacientes con EPOC Perfil fisiológico e impacto clínico Alejandro Casas Herrera, MD FUNDACION NEUMOLOGICA COLOMBIANA BRASILIA 2008

Evaluación multidimensional de la enfermedad Deterioro ("Impairment“) VEF1 Restricción en la participación ("Handicap“) Limitación en la actividad ("Disability“) Calidad de vida

Habilidad para realizar actividades diarios (%) Actividades diarias y capacidad de respuesta de los sistemas 100 Estructura- función Conservada SUJETOS SANOS √ Habilidad para realizar actividades diarios (%) Estructura-función perdida EPOC X Las medicones hechas en reposo no expresan rwelamnet la capacidad de reserva del organismo que pueden contriburi ala intolerancia al ejercico; las prubad de ejercicio incremntan las demanas metabliocas y estresan al organismo hasta su maxima capacidad, y por lo tanto lo sistemas resp, ciruclaby metablocio pueden puden no expresar sintomas hasta aque la reserva se agote; por lo tanto los pacientes son asintomatricoa ny pueden ya estra muy enfernos Esto lo vemos en la grafcia en donde en este eje de las y obsrvamos como la habilidad para realñizar las avd deènde de la msima perosna, sus activi, su cultuta, la capcidad para caminar rapido, nadar , bicicletera etc. En el eje de las x esta la capacidad fioslogica del orgnismo es decir su maxima capacidapara respirar, aumenta el gasto cardiaco o transdefriri o2 a los tejodos; observando esta relación vemos como en la parte superiro de la curva obsrvamos grandes cambios en la cpapacidad funcional de los organos a gran intensidad con muy poco cambio en su capacidad parahacer las avd y por lo tanto sin sintomas; por el contrario en la parte inclinada de la curva grandes cambios en los sintomas ó habilidad para ejecutar las avd pueden significar pequeños cambios en la función de un organo. Por ello es clave intentar medir esta capacida estresano el organismo 0 100% % Capacidad funcional de los sistemas Jones N, Clinical Excercise Testing, 1982

Relación estructura y función en reposo (C6M y VEF1) Fuente AIREPOC, FNC 2008

Caminata de seis minutos Es la caminata de seis minutos un marcador de la gravedad de la EPOC? Importancia de la estandarización Perfil fisiológico de la prueba Explica su capacidad predictiva?

Predictores independientes de mortalidad en EPOC RR IC 95% p VO pico 0.994 0.992-0.996 <0.0001 2 Edad 1.077 1.010-1.149 0.024 FEV post ß 0.056 1 2 DL /VA 0.089 CO En este estudio Japones de este año el dr Oga evaluo 150 pacientes con epoc con u pornedio de fev1 post beta de 46% por 5 años, buscando los factores relacionados con mortalidad, siendo el primero que incluyó la medicion del conusmo de oxígeno idependiente de la distancia o de los wattios . 31 de ellos murieron en los 5 años y depues del analiais de risegos proporcionalies de cox se obsdrvó que el consumo de ooxígeno pico de un ciloergometría esra e mejor predictor independiente de riesgo de muerte, así como la edad; otras variables clásicas sin embargo la fev1 en reposo, la sdlco, el imc, el indie de fuma paq año y lña HRLC no estufierin relacionados ; esto nos muestra la importancia del gran impacto multidimensional en la evaluaciuon fincuional de de la epoc BMI 0.21 Fumador (paq/año) 0.32 Calidad de Vida (SGRQ) 0.42 5 AÑOS Oga T, Nishimura K, et al. AJRCCM, 2003; 167: 544-549

Correlación con Consumo de Oxígeno C6M vs. Ergoespirometría 150 125 100 C6M (mt % pred) 75 50 25 25 50 75 100 125 150 Consumo O pico (%pred) 2

Caminata de seis minutos Definición operativa Prueba de campo limitada por tiempo (6 minutos), que busca establecer la máxima distancia recorrida por un paciente en terreno plano Por definición el propio paciente impone la velocidad durante la prueba.

Características C6M La caminata de seis minutos (C6M) se caracteriza por : Rápida y sencilla de realizar (estandarizada) Bien tolerada (confiable) De bajo costo (no requiere de tecnología) Refleja muy bien las actividades de la vida diaria (caminar a demanda) ATS 6MWT Guidelines 2004

Disnea e hiperinflación dinámica durante la C6M - Mortalidad 2 4 6 8 10 -16 -12 -8 -4  CI (% TLC)  Disnea Ejercicio ( Borg) r=-0.49 P=0.00001 Supervivencia 10 20 30 40 50 60 0.7 0.9 0.8 0.6 1.0 Meses IC/TLC >0.25 IC/TLC <0.25 0.5 Log rank p<0.0001 Marín et al. AJRCCM 2001, 163: 1395-99 Casanova et al AJRCCM. 2005;171:591

C6M como predictor de mortalidad n =189 Pinto-Plata et al ERJ 2004;162:64-87

Caminata de seis minutos Cambio en 5 años, y pronostico de la EPOC -0.1ml -20 C6M m.yr-1 -5 -10 -15 -5 -10ml -10 2% (-2m) -15 -20 VEF1 mL.yr-1 -25 -30 En pacientes con estadio III, la 6MWD disminuyó 19% comparado con lo basal (16 m*a p <0.006) y en estadio IV disminyó 26% comparado con lo basal (15 m*a p:0.005). la declinación no alcanzó significancia estadistica en pacientes con esadio II (2% comparado con la basal, 6 m*a p: 0.16) lo que quiere decir que entre mayor estadio de la enfermedad mayor intolerancia al ejercicio. Los valores de VEF1 Post B2disminuyó significativamente con un rango medio de 23 mL*año, p: 0.002). la declinación difiere por el estado de la enfermedad opuesto a lo que pasa con la DC6M. estadio II 40ml*a p:0.011, la caida fe mwenor en III: 10mL*a p:0.017 y el Vef1 no disminuyó en IV p:0.73. El patron fue similar con solo los pacientes que completaron los 5 años 99 ptes. Estadio II: 46 mL (95% CI 22-70, p 0.006) Estadio III: 31 mL (95% CI 18-80, p0.158) Estadio IV: 27 mL (95% CI 1-53, p 0.047) -35 -40ml 26% (-15m)* 19% (-16m)* -40 -45 II III IV *p<0.05 Estadio de la enfermedad Celli. Eur Resp J. 2007

Caminata de seis minutos Efecto entrenamiento Rehab N Usual care N Peso (%) Diferencias (95% IC) Booker 1984 32 37 13,8 16,0 -25,33 a 57,53 Cambach 1987 12 7 6,5 5,0 -72,21 a 82,21 Engstrom 1999 26 24 10,6 40,0 -13,50 a 93,5 Goldstein 1994 36 41 12,8 43,0 -2,04 a 88,04 Gosselink 2000 34 28 9,8 55,0 -2,00 a 112 Güell 1995 29 27 15,8 83,0 47,88 a 118,12 Lake 1990 7 7 7,6 143,6 74,32 a 212,86 Ringbaek 2000 17 19 10,6 29,0 -24,40 a 82,38 Simpson 1992 14 14 5,9 29,0 -53,35 a 111,5 Wijkstra 1994 28 15 6,4 37,0 -41,30 a 115,3 Total (95% IC) 236 219 100 49,0 26,00 a 71,89 -100 -50 0 50 100 Metros C6M Favor del control Favor del RHB

Supervivencia e índice de BODE en EPOC Probabilidad de supervivencia VEF1 Caminata 6 min Disnea MRC Indice masa corp >65 >350 0-1 >21 50-65 250-349 2 <21 36-49 150-249 3 <35 <149 4 1 1.0 Q1 Q2 Q3 Q4 0.8 0.6 0.4 0.2 Hombre 71 años VEF1 44% Metros caminados 230 Disnea 4 / 4 Índice masa corporal 20 8/10 1 2 3 4 Años Celli et al NEJM 2004

Discrepancia entre gravedad de la EPOC y C6M AIREPOC – Bogotá 2640 mt, n=344 78% pacientes caminan mas de 350 mts ? VEF1 Caminata 6 min Disnea MRC Indice masa corp >65 >350 0-1 >21 50-65 250-349 2 <21 36-49 150-249 3 <35 <149 4 1 Fuente: PROGRAMA AIREPOC, 2007

Caminata de seis minutos Resultados por severidad de la EPOC Al final de la C6M Al final de la C6M Distancia Distancia FC % FC % caminada caminada Disnea Disnea FC FC max max SpO SpO 2 2 n n m m %pred %pred Borg Borg lat lat / / min min lat lat / / min min % % TOTAL TOTAL 343 343 444 444 ± ± 121 121 78% 78% 4 4 ± ± 2 2 129 129 ± ± 18 18 87 87 ± ± 12 12 78 78 ± ± 7 7 Leve Leve 42 42 480 480 ± ± 106 106 91% 91% 3 3 ± ± 2 2 131 131 ± ± 16 16 90 90 ± ± 10 10 81 81 ± ± 7 7 Moderado Moderado 157 157 462 462 ± ± 125 125 82% 82% 4 4 ± ± 2 2 128 128 ± ± 20 20 87 87 ± ± 13 13 80 80 ± ± 7 7 Severo Severo 116 116 426 426 ± ± 116 116 71% 71% 5 5 ± ± 2 2 128 128 ± ± 16 16 86 86 ± ± 10 10 76 76 ± ± 6 6 Muy Severo Muy Severo 28 28 373 373 ± ± 102 102 58% 58% 5 5 ± ± 2 2 129 129 ± ± 16 16 85 85 ± ± 12 12 73 73 ± ± 6 6 Fuente: PROGRAMA AIREPOC, 2007

Caminata de seis minutos Es la caminata de seis minutos un marcador de la severidad de la EPOC? Importancia de la estandarización Perfil fisiológico de la C6M Explica su capacidad predictiva?

Actividad física en EPOC (medida con acelerómetro, n=50, VEF1 43±18%) 120 Sanos GOLD I&II 100 GOLD III 80 GOLD IV Tiempo (minutos) 60 40 20 Pitta et al. AJRCCM. 2005;171:972-197

Correlación entre el 6MWT y el tiempo caminado EPOC 160 120 80 40 SANOS Tiempo caminando 12h (min/día) (r =0.76 p<0.0001) 0 200 400 600 800 1000 Caminata 6 minutos (metros)

C6M Longitud del corredor (536 mt) (591 mt) * diff= 54±1m, p=0.0002) Casas A. et al E Respir J 2002: 20;38. 286s

C6M ¿Corredor o Banda sin fin? 2000 1600 1200 C6M Banda sin fin (pies) 800 Dif = 168± 280 pies (rango -326 a 743) 400 400 800 1200 1600 2000 C6M corredor (pies) Stevens et al. Am J Respir Crit Care Med 1999;160:1540-3

Número de pruebas Practica? * (43m, p<0.001) C6M (m) Prueba1 Prueba 2

Distancia caminada C6M Mínima diferencia clínicamente importante Mucho mejor Algo mejor +40m -70m Un poco mejor 54m (37-71) Diferencia subjetiva de metros caminados Lo mismo Un poco peor Algo peor Mucho peor -300 -200 -100 100 200 300 Diferencia objetiva al caminar (m) Redelmeier,D et al AJRCCM, 1997;155:1278-82

Distancia caminada C6M Mínima diferencia clínicamente importante 35m (30-47) - 10% cambio 54m (37-71) Mucho mejor Algo mejor Un poco mejor Lo mismo Un poco peor Algo peor Mucho peor -300 -200 -100 100 200 300 Diferencia objetiva al caminar (m) +40m -70m n=832 Diferencia subjetiva de metros caminados Redelmeier,D et al AJRCCM, 1997;155:1278-82 Puhan M.A. Eur Respir J 2008; 32: 637–643

Caminata de seis minutos Es la caminata de seis minutos un marcador de la severidad de la EPOC? Importancia de la estandarización Perfil fisiológico de la C6M Explica su capacidad predictiva?

Protocolos de ejercicio Los protocolos de ejercicio pueden dividirse en dos categorías: Las pruebas que miden capacidad funcional para el ejercicio (o de carga constante limitadas por tiempo ó por síntomas, como C6M, “shuttle endurance”, pruebas de resistencia) Las pruebas que miden capacidad máxima para el ejercicio (incrementales como ergo espirometría, “shutlle incremental”) en donde las variables “pico” son las más importantes. La correlación entre ambas es moderada lo que sugiere que representan diferentes elementos Cahalin L, et all. Chest 1995;108:452-9.

Evaluación de la capacidad de ejercicio INCREMENTAL 2000 120 El VO2 pico o máximo La identificación de la transición entre ejercicio moderado a severo (umbral láctico) 100 1600 2 80 - VCO 1200 Trabajo (watts) 60 2 VO 800 40 400 20 Si a este pte le hacemos una prueba a carga constante a dferentes intensidades encontramos : Que por debajo del UL( definido en una incremental) puede mantener indefinidamente una meseta de VO2 Que a valor del pico ó max no se alcanza meseta (componete lento) Esta el valor de CARGA CRITICA O UMBRAL DE FATIGA corresponde al trabajo que puede ser mantenido indfinidamente y sin fatiga y que depende de la capacidad de renovación de ejercio aerobica , es decir el equilibrio perfecto entre transporte y utilización de o2, maxima capacidad de regneracion de atp aerobico. Se considera submaximo 250 500 750 1000 tiempo (seg) Perfil Incremental Carga de trabajo impuesta por el examinador

Ejercicio incremental en EPOC Efecto de la ventilación minuto -4 -2 2 4 6 8 10 12 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4  VO2 pico . Changes in VO2 after certain interventions such as exercise training is closely coupled to the changes in ventilation. (click)In this slide we provide information about 19 different training studies in COPD patients, that count for 491 patients who underwent 6 weeks to 6 month exercise training. We can see that the increase in VO2 after training is coupled to the increase in ventilation. (click) When we add data from our group of COPD patients published in the AJRCCM we can see that they are above the expected line. Now, lets split this group (click) in those who increase and who don’t increase peak ventilation during CPET. The ones who increase peak VE above two litres increase oxygen uptake, while those unable to increase ventilation were unable to increase peak VO2. That means that only in those patients who are able to increase ventilation, peak VO2 will be a valuable tool to assess training effects. Nevertheless (click) if we focus on submaximal tools we can find training effects in both groups, independently of the ability to increase ventilation. The lack of increase in VO2 peak after a given intervention may not reflect absence of improved performance. In the evaluation of training effects, exercise tests less dependent on peak VE give more relevant information. VE pico . . VE cambió . Entrenamiento VE no cambió . 19 estudios 491 pacientes TR 6semanas-6meses Rabinovich R.A. et al., AJRCCM 2001; 164:1114

Evaluación de la capacidad de ejercicio CARGA CONSTANTE 2000 Debajo del umbral láctico (meseta) A valor pico-max (componente lento) Umbral de fatiga ó CARGA CRITICA (ejercicio máximo sostenible). 120W VO2 pico ) 1600 -1 Carga crítica 85W (ml·min 1200 Umbral láctico 45W 2 800 VO 400 Si a este pte le hacemos una prueba a carga constante a dferentes intensidades encontramos : Que por debajo del UL( definido en una incremental) puede mantener indefinidamente una meseta de VO2 Que a valor del pico ó max no se alcanza meseta (componete lento) Esta el valor de CARGA CRITICA O UMBRAL DE FATIGA corresponde al trabajo que puede ser mantenido indfinidamente y sin fatiga y que depende de la capacidad de renovación de ejercio aerobica , es decir el equilibrio perfecto entre transporte y utilización de o2, maxima capacidad de regneracion de atp aerobico. Se considera submaximo 500 1000 1500 Tiempo de fatiga (s) Perfil carga constante Carga puede o no ser impuesta por el examinador

Pruebas de ejercicio Perfil del VO2 Ocho pacientes con EPOC (FEV1=52±13%, PaO2=69±8) 2000 VO2 [% ref] 1600 (ml·min-1) 1200 Cicloergometría 800 VO2 Prueba de escaleras C6M 400 Shuttle Incremental 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 tiempo (min) Casas A. et al Chest 2005: 128; 55-61

Caminata y cicloergometría Perfil del VO2 pacientes con EPOC C6M Valor - p Watts 82 ± 21 C6M (m) 539 ± 56 . VO2 (L/min) 1.41 ± 0.18 1.41 ± 0.28 0.91 RQ 1.04 ± 0.08 0.92 ± 0.07 0.001 VE (L/min) 47 ± 8 43 ± 8 0.01 (%MVV) 99 ± 35 91 ± 34 FC (min-1) 130 ± 13 126 ± 13 0.40 (% pred ) 85 ± 9 82 ± 9 PaO ( mmHg ) 73 ± 13 77 ± 15 0.27 2 [La]art ( mEq ) 5.91 ± 1.51 2.92 ± 1.99 0.003 Troosters T, Casas A et al. ERJ 2002, 20; 564

Test de alto costo metabólico C6M con estímulo Test de alto costo metabólico 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 VE (L) . 1 2 3 4 5 6 7 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 . VO2 (L/min) Tiempo (min) 90 180 270 360 450 540 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Promedio– actual velocidad (Km/h) We have recently published this paper in the ERJ where we measured in a group of COPD patients oxygen uptake, CO2 production, Hearth rate, ventilation during a six minute walking test and during a CPET in cycloergometer. We have shown that after the third minute VO2 reach a plateau during the six minute walking test, although the values of VO2 are as high as during the cycloergometer test. This shows that, despite being submaximal, the metabolic demand during the six minute walking test is high. The same plateau was seen in the ventilation. Ventilation showed levels close to the maximal voluntary ventilation. All of this indicates that the patients adopted during the test a speed which supposes a high metabolic demand but warrantees a sustainable level of exercise. This is close the definition of critical power. Tiempo (min) Distancia, m Troosters T, Casas A et al. ERJ 2002, 20; 564

(peso estable, velocidad fija) Caminata seis minutos y Velocidad crítica ¿el perfil fisiológico será semejante? ? 1 2 3 4 5 6 400 800 1200 1600 2000 tiempo (min) VO2 (ml·min-1) 500 1000 1500 400 800 1200 1600 2000 Tiempo de fatiga (s) VO 2 (ml·min -1 ) Carga crítica Umbral láctico 85W 45W 120W VO2 pico Si a este pte le hacemos una prueba a carga constante a dferentes intensidades encontramos : Que por debajo del UL( definido en una incremental) puede mantener indefinidamente una meseta de VO2 Que a valor del pico ó max no se alcanza meseta (componete lento) Esta el valor de CARGA CRITICA O UMBRAL DE FATIGA corresponde al trabajo que puede ser mantenido indfinidamente y sin fatiga y que depende de la capacidad de renovación de ejercio aerobica , es decir el equilibrio perfecto entre transporte y utilización de o2, maxima capacidad de regneracion de atp aerobico. Se considera submaximo VELOCIDAD CRITICA (peso estable, velocidad fija) CAMINATA DE SEIS MINUTOS

Medición de velocidad crítica Pruebas de resistencia a diferentes velocidades Consumo de oxígeno En forma aleatoria haciamos una velocdad como 1.52 m/s 90%, y el pacinte duró 110 seg que lopusimos en una grafica de velocidad contra tiempo asumineod que exixte una relación hirpebolica entre velocidad y tiempo de fatiga que nos permite calcular m,atematicamente el valor de critical speed. 1.52 m/s (90%) 1010 s 1.61 m/s (95%) 750 s 10m Velocidad crítica= 1.49 m/s (Critical Speed=(h/t)+asymptote) 1.69 m/s (100%) 387 s 1.86 m/s (110%) 211 s

Caminata seis minutos y Velocidad crítica Perfil de consumo de oxígeno semejante 250 500 750 1000 1250 Tiempo 1.15 1.30 1.45 1.60 1.75 1.90 Velocidad 200 400 600 800 1000 1200 1600 2000 2400 Tiempo ( s) VO2 (ml·min -1) r= 0.88 p= 0.003 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 Velocidad C6M Velocidad crítica En forma aleatoria haciamos una velocdad como 1.52 m/s 90%, y el pacinte duró 110 seg que lopusimos en una grafica de velocidad contra tiempo asumineod que exixte una relación hirpebolica entre velocidad y tiempo de fatiga que nos permite calcular m,atematicamente el valor de critical speed.

Conclusiones C6M Prueba submáxima de carga sostenida pero que alcanza mas del 80% VO2 pico Perfil del VO2 en forma de meseta Menor VO2 por unidad de masa muscular en la C6M (estado estable) Correlaciona con la velocidad crítica (máxima capacidad de ejercicio sostenible) y podría explicar su alto valor predictivo en la EPOC.