Analyzing respiratory muscle weakness and thoracopulmonary restriction in subjects with duchenne muscular dystrophy / Análisis de la debilidad de los músculos respiratorios y de la restricción toracopulmonar en sujetos con distrofia muscular de Duchenne

Abstract Objective: To analyze the underlying components of reduced maximal static inspiratory (MIP) and expiratory (MEP) pressures in subjects with Duchenne muscular dystrophy. Methods: Forty-three subjects were assessed based on routine pulmonary function tests. MIP and MEP were measured the subjects performed maximal expirations and inspirations using a snorkel mouthpiece. Lung volumes were measured us ing the helium dilution technique. Results: The mean age was 13 years (range, 7-20 years). Median total lung capacity (TLC) and residual volume (RV) were 78.0 (49.0-94.0) and 27.0 (19.7-30.1) of the predicted values re spectively. The RV/TLC relationship was 35.3% (28.1-47.7). Thirty-five subjects had a TLC below the lower limit of normal, while 31 had an RV/TLC ratio above the upper limit of normal. The median (IQR) MIP and MEP values were -53.0 (-65.5 to -41.8) and 58.0 (41.5-74.8) cmH2O respectively. MIP and MEP in percent of the predicted values (predicted TLC and RV) were 42.6 (33.3-50.8) and 33.7 (23.9-44.5). MIP in percent of the RV reached for Group A (7-11 years old) was higher (p 0.025) while MEP in percent of the TLC reached for Group B (12-16 years) and C (17-20 years) were higher too (0.031). Conclusions: In subjects with Duchenne muscular dystrophy, the intrinsic weakness of respiratory muscles and mechanical disadvantage lead to inadequate maximal static pressure generation. Maximal static pressures should be interpreted cautiously as they overestimate respiratory muscle weakness when compared to predicted values obtained at TLC and RV. Our results provide additional data supporting absolute values use rather than predicted values.

Resumen Objetivo: Analizar los componentes subyacentes de las presiones inspiratorias (MIP) y espiratorias (MEP) es táticas máximas reducidas en sujetos con distrofia de Duchenne (DMD). Métodos: Se evaluaron 43 pacientes mediante pruebas de función pulmonar rutinarias. MIP y MEP fueron medidas a inspiración y espiración máximas. Los volúmenes pulmonares se midieron mediante dilución de helio. Resultados: Edad media 13 años (rango 7-20 años). La capacidad pulmonar total (TLC) y el volumen residual (RV) fueron 78.0% (49.0-94.0) y 27.0% (19.7- 30.1) de los valores predichos. El RV/TLC fue de 35.3% (28.1-47.7). Treinta y cinco sujetos tenían una TLC por debajo del límite inferior de normalidad, 31 tenían una RV/TLC por encima del límite superior de la normalidad. MIP y MEP fueron -53.0 (-65.5 a -41.8) y 58.0 (41.5-74.8) cmH2O, mientras que en % de los predichos (TLC y RV predichos) fueron 42.6 (33.3-50.8) y 33.7 (23.9-44.5). MIP en % del RV alcanzado (Grupo A 7-11 años) fue mayor (p 0.025), y MEP en % de la TLC alcanzada Grupo B (12-16 años) y C (17-20 años), también fue mayor (0.031). Conclusiones: En sujetos con DMD, debilidad intrínseca de los músculos respiratorios y desventaja mecánica conducen a generación de presión estática máxima inadecuada. Las mismas deben interpretarse con cautela, ya que sobrestiman la debilidad de los músculos respiratorios si se las compara con las tablas de valores predichos obtenidos a TLC y RV. Nuestros resultados proporcionan datos adicionales que respaldan la utilización de valores absolutos en lugar de los predichos.

Compartmental nutritional status and respiratory muscle function assessment in subjects with neuromuscular diseases / Evaluación del estado nutricional compartimental y de la función muscular respiratoria en sujetos con enfermedades neuromusculares

Abstract There are few data devoted to the combined assessment of the nutritional and respiratory status of subjects with neuromuscular diseases. The objective was to establish correlations between com partmental nutritional variables and respiratory variables to identify respiratory muscle weakness determinants of patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and Duchenne muscular dystrophy (DMD). Cross-sectional study with ALS and DMD patients included in an Institutional Registry of Neuromuscular diseases. Nutritional status was assessed through body mass index (BMI), expected weight for zero muscle mass (ZMM%) and creatinine-height index (CHI%). Respiratory indices evaluated were spirometry, maximal static inspiratory and expiratory pressures at the mouth (MIP and MEP), and peak cough flow (PCF). A total of 36 ALS and 34 DMD patients were included. Both groups showed a decrease in the body muscle mass and an excess in body fat (p < 0.001). Only in the ALS group was there a weak uphill relationship between body mass index (BMI) and the respiratory variables. In both groups, the ZMM% index did not correlate with any respiratory variable. The CHI% showed the strongest (r > 0.700) positive linear relationship with FVC%, MIP%, MEP%, and PCF% in both ALS and DMD patients (p < 0.001).In this study our patients, BMI did not accurately reflect body composition and underestimated excess fat. This study puts into perspective the relevance of compartmental evaluation to assess respiratory muscle function and establishes that body muscle mass is the most relevant nutritional parameter in relation to respiratory muscle strength.

Resumen Hay pocos datos relativos a la evaluación combinada del estado nutricional y respiratorio de sujetos con enfermedades neuromusculares. El objetivo fue establecer correlaciones entre las variables nutricionales compartimentales y las variables respiratorias para identificar los determinantes de la debilidad de los músculos respiratorios de los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y distrofia muscular de Duchenne (DMD). Estudio transversal con pacientes con ELA y DMD incluidos en el Registro Institucional de Enfermedades Neuromusculares. El estado nutricional se evaluó mediante el índice de masa corporal (IMC), el peso esperado para masa muscular cero (ZMM%) y el índice de creatinina-talla (CHI%). Los índices respiratorios evaluados fueron espirometría, presiones inspiratorias y espiratorias estáticas máximas en la boca (MIP y MEP) y flujo espiratorio pico tosido (PCF). Se incluyeron un total de 36 pacientes con ELA y 34 con DMD. Ambos grupos mostraron una disminución de la masa muscular corporal y un exceso de grasa corporal (p <0.001). Solo en el grupo ELA hubo una débil correlación positiva entre el IMC y las variables respiratorias. En ambos grupos, el índice ZMM% no se correlacionó con ninguna variable respiratoria. El CHI% mostró la relación lineal positiva más fuerte (r > 0.700) con FVC%, MIP%, MEP% y PCF% tanto en pacientes con ELA como con DMD (p < 0.001). El IMC no reflejó con precisión la composición corporal y subestimó el exceso de grasa. Este estudio pone en perspectiva la relevancia de la evaluación compartimental para evaluar la función de la musculatura respiratoria y establece que la masa muscular corporal es el parámetro nutricional más relevante en relación a la fuerza de la musculatura respiratoria.

Bilateral diaphragmatic paralysis and Lyme neuroborreliosis. Ten-years of follow-up / Parálisis diafragmática bilateral y neuroborreliosis de Lyme. Diez años de seguimiento

Abstract Borrelia burgdorferi infection (Lyme disease) is one of the few identifiable causes of neuralgic amyotrophy (AN). Bilateral diaphragmatic paralysis is considered rare in borreliosis, and the pattern of long-term recovery of diaphragm function is also uncertain. Transdiaphragmatic pressure is the gold standard for diagnosing bilateral diaphragmatic paralysis, a study that has been reported on a few occasions. We pres ent a case of AN associated with borrelia infection and bilateral diaphragmatic paralysis that provides a detailed follow-up of the spirometric evolution, the maximum static pressures in the mouth, and the transdiaphragmatic pressure from the onset of symptoms and in the long term. This case allows us to know one of the possible evolutionary profiles of diaphragmatic dysfunction in AN due to borreliosis.

Resumen La infección por Borrelia burgdorferi (enfermedad de Lyme) es una de las pocas causas identificables de amiotrofia neurálgica. La parálisis diafragmática bilateral es considerada rara en la borreliosis y el patrón de recuperación a largo plazo de la función del diafragma también es incierto. La presión transdiafragmática es el patrón de oro para el diagnóstico de parálisis diafragmática bilateral, un estudio que ha sido informado en pocas ocasiones. Se presenta un caso de amiotrofia neurálgica asociado a infección por Borrelia y parálisis diafrag mática bilateral, que aporta un seguimiento detallado de la evolución espirométrica, de las presiones estáticas máximas en la boca y de la presión transdiafragmática desde el inicio de los síntomas y a largo plazo. Este caso permite conocer uno de los posibles perfiles evolutivos de la disfunción diafragmática en la amiotrofia neurálgica por borreliosis.

Análisis de factores relacionados con hipercapnia crónica en la distrofia miotónica / Analysis of factors associated with chronic hypercapnia in patients with myotonic dystrophy

La distrofia miotónica (DM) es la distrofia muscular más común en adultos. Diversos factores pueden explicar la retención crónica de CO2. La selección de pacientes, diferentes estadios evolutivos y formas de evaluación, pueden explicar los resultados disímiles al respecto. Nuestros objetivos fueron caracterizar la función respiratoria y analizar los factores relacionados con la retención crónica de CO2 en la DM. Se incluyeron 27 pacientes ambulatorios consecutivos, estables clínicamente y se los agrupó como normocápnicos e hipercápnicos (PaCO2 ≥ 43 mm Hg). Se determinaron capacidad vital forzada (FVC), presiones estáticas máximas, tiempo de apnea voluntaria, escala de Epworth y gases arteriales. La quimiosensibilidad al CO2 se evaluó mediante la reinhalación de CO2 (método de Read). La pendiente ∆P0.1/∆PCO2 expresa la quimiosensibilidad al CO2. El 59.3% tenían hipercapnia. La FVC y la fuerza muscular respiratoria fueron normales o mostraron disminución leve a moderada, sin diferencias significativas en ambos grupos. La inadecuada respuesta al CO2 (pendientes ∆P0.1/∆PCO2 bajas (< 0.1 cmH2O/mm Hg) o planas) se asoció con hipercapnia (p < 0.005) y ésta significó un riesgo 11.6 veces mayor de inadecuada respuesta al CO2. El grupo con pendiente ∆P0.1/∆PCO2 baja-plana mostró mayor PaCO2 (p = 0.0017) y tiempo de apnea voluntaria más prolongado (p = 0.002). Concluimos que, en nuestros pacientes con DM, la hipercapnia crónica se asoció a la presencia de anomalías del control central de la respiración. Estos resultados permiten explicar los informes previos que describen la llamativa ocurrencia de insuficiencia respiratoria postoperatoria y las dificultades en el proceso de desvinculación de asistencia ventilatoria mecánica en estos pacientes.

Myotonic dystrophy (DM) is the most common dystrophy in adults. Several factors may explain the chronic CO2 retention. The selection of patients, different clinical stages and evaluation forms may explain the differing results obtained. Our objectives were to characterize respiratory function and to evaluate factors associated with chronic retention of CO2 in DM. We included 27 consecutive ambulatory and stable patients who were allocated into normocapnic and hypercapnic groups (PaCO2 ≥ 43 mmHg). Forced vital capacity (FVC), maximum static pressure, voluntary apnea time, Epworth scale and arterial blood gases were measured. The CO2 chemosensitivity was assessed using CO2 rebreathing (Read method). The slope ΔP0.1/ΔPCO2 expressed the CO2 chemosensitivity. A 59.3% (16/27) presented hypercapnia. FVC and respiratory muscle strength were normal or showed mild to moderate decrease. No significant differences in these variables were found in both groups. Inadequate response to CO2 (slope ΔP0.1/ΔPCO2 low (< 0.1 cm H2O/mmHg) or flat) was associated with hypercapnia (p < 0.005). Chronic retention of CO2 represented 11.56 times higher risk of inadequate response to CO2. The group with low-flat slope ΔP0.1/ΔPCO2 showed higher PaCO2 (p = 0.0017) and more prolonged voluntary apnea time (p = 0.002). We conclude that in our patients with DM, chronic CO2 retention was associated with the presence of abnormalities of the central control of breathing. Our results allow explaining previous reports describing the striking frequency of postoperative respiratory failure and difficulties in the process of weaning from mechanical ventilation.

Función del diafragma durante la colocación de cargas sobre el abdomen en sujetos normales / Study of diaphragmatic muscle function during abdominal weight in normal subjects

Los efectos de las cargas en el abdomen con el objeto de producir entrenamiento del diafragma, no han sido suficientemente evaluados. Estudiamos la función del diafragma durante la colocación de cargas sobre el abdomen y con cambios en el patrón respiratorio. Se estudiaron 6 voluntarios normales. Se obtuvo flujo en la boca, presión gástrica (Pga), presión esofágica (Pes), movimiento torácico (TX) y abdominal (AB), presión inspiratoria máxima (PImax) y presión transdiafragmática media (Pdi) y máxima (Pdimax). Se calculó la relación Pdi/Pdimax y el índice tensión-tiempo del diafragma (TTdi). Etapas: patrón normal (PN), patrón abdominal (PA) y carga de 1, 2, 4 y 6 kg con PN y PA. El PA fue facilitado por las cargas sobre el abdomen. Solo con 6 kg (PN y PA) la Pga a capacidad residual funcional aumentó significativamente (p 0.001). La Pdi siguió a las variaciones de la Pga y aumentó con todos los PA (p < 0.001). Con PA y carga el índice TTdi alcanzó un valor de 0.05 ± 0.02 (p < 0.001). Las cargas no aumentaron este índice más de lo que hizo el PA solo. Nuestros hallazgos sugieren que las cargas sobre el abdomen aumentan la propiocepción relacionada con los movimientos respiratorios y descenso del diafragma. Las cargas producen cambios leves en la mecánica del diafragma (en sujetos normales, 1/3 de la carga necesaria para desarrollar fatiga). En sujetos normales estos cambios parecen ser insuficientes para producir entrenamiento de los músculos respiratorios.

The effects of the abdominal weight with the intention of producing training of the diaphragm, have not been sufficiently evaluated. We studied the function of the diaphragm during the abdominal weight training and during associated changes in the respiratory pattern. Six normal volunteers were studied. Flow at the mouth at functional residual capacity (FRC) was obtained as well as gastric pressure (Pga), esophageal pressure (Pes), thoracic and abdominal movements, maximal inspiratory pressure and mean and maximal transdiaphragmatic pressure (Pdi and Pdi max). Pdi/Pdimax and the diaphragm tension-time index (TTdi) were calculated. Studied steps: normal pattern (NP), abdominal pattern (AP) and weight of 1, 2, 4 and 6 kg with NP and AP as well. We found 1) The AP was facilitated by the abdominal weight, 2) Only with 6 kg (NP and AP) the Pga at FRC increased significantly (p 0.001), 3) the Pdi followed the variations of the Pga and increased with all the AP (p < 0.001), 4) The index TTdi load reached a value of 0.05 ± 0.02 (p < 0.001). The charges did not increase this rate more than did the AP alone. Our findings suggest abdominal weight increases propioception related to the respiratory movements and descent of the diaphragm. The loads on the abdomen produce minor changes in mechanics of the diaphragm (1/3 of the load required to develop fatigue in normal subjects). Al least in normal subjects these changes appear to be insufficient to produce respiratory muscle training.

Dimensión respiratoria de la escala ALSFRS-R y la función respiratoria en la esclerosis lateral amiotrófica / Respiratory domain of revised amyotrophic lateral sclerosis: Functional Rating Scale

Virtualmente todos los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica tendrán disnea, que es quizá el síntoma más penoso de esta devastadora enfermedad. El objetivo de este estudio fue correlacionar la dimensión respiratoria de la escala ALSFRS-R, la capacidad vital forzada y las presiones estáticas máximas bucales. Se estudiaron prospectivamente 20 pacientes consecutivos sin disnea durante 24 meses. El puntaje total de la escala ALSFRS-R disminuyó de 34.3 ± 10.3 a 22.1 ± 8.0 (p = 0.0325); la contribución de la dimensión respiratoria fue insignificante. En quienes refirieron disnea (n: 12), la capacidad vital forzada cayó un 41 ± 21 % del valor inicial pero con similar caída (46 ± 23%), 8 pacientes no refirieron disnea. La correlación entre la escala ALSFRS-R con la capacidad vital forzada (litros) fue r: 0.73, (p = 0.0016) y con la presión inspiratoria máxima (cm H2O), r: 0.84, p = 0.0038. La correlación entre la capacidad vital forzada (%) con la disnea fue r s: 0.23, p = 0.1400. La correlación de la disnea con la presión inspiratoria máxima (%) fue r s: 0.58, p = 0.0300 y con la presión espiratoria máxima (%), r s: 0.49, p = 0.0400. La dimensión respiratoria de la escala ALSFRS-R no permitió predecir el grado de deterioro funcional respiratorio. Esto sugiere que dicha dimensión no reemplaza a las mediciones funcionales respiratorias y, debido a que la insuficiencia respiratoria puede no ser evidente, la realización de dichas pruebas provee una base objetiva de seguimiento y permite planear medidas con anticipación.

Virtually all patients with amyotrophic lateral sclerosis will complain of dyspnea, which is perhaps the most distressing symptom of this devastating disease. The objective was to correlate respiratory domain of ALSFRS-R with forced vital capacity and maximal static pressures in the mouth. We designed a prospective study in 20 consecutive patients without dyspnea during 24 months. The global decline of ALSFRS-R was from 34.3 ± 10.3 to 22.1 ± 8.0 (p = 0.0325), the contribution of respiratory domain was irrelevant. Those who referred dyspnea (n: 12), forced vital capacity fell 41 ± 21% of the initial value but with similar value of fall (46 ± 23%) 8 patients did not referred dyspnea. Total score of ALSFRS-R correlated with forced vital capacity (litres), r: 0.73, p = 0.0016 and maximal inspiratory pressure (cm H2O), r: 0.84, p = 0.0038, but the fall of the forced vital capacity (%) did not correlate with dyspnea (r s: 0.23, p = 0.1400). There was a moderate correlation between dyspnea and maximal inspiratory pressure (%), r s: 0.58, p = 0.0300 and between dyspnea and maximal expiratory pressure (%), r s: 0.49, p = 0.0400. We concluded that the respiratory functional deterioration could not be predicted using respiratory domain of ALSFRS-R. This suggests that respiratory domain of this scale does not replace to respiratory function testing measurements and, due to the respiratory insufficiency could not be clinically evident; performing pulmonary function tests provides an objective view and permit to make anticipatory actions.