Resumen
Antecedentes
La disfunción muscular en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) representa una manifestación extrapulmonar significativa. Sin embargo, el papel de la infiltración de grasa muscular (miosteatosis) en los músculos paraespinales permanece caracterizado de manera incompleta. Este estudio investigó si la miosteatosis paraespinal y sus patrones de distribución están asociados con la EPOC y la función pulmonar.
Métodos
Dentro de la cohorte de Kora basada en la población, 214 participantes se sometieron a imágenes de resonancia magnética de todo el cuerpo y pruebas de función pulmonar. La miosatatosis parapinal se cuantificó mediante una resonancia magnética codificada por el cambio químico en la vértebra lumbar 3 (L3), de la cual se derivaron mapas de fracción de grasa de densidad de protones (PDFF, en %). Los lípidos intramiocelulares (IMCL) y extramiocelulares (EMCL) se determinaron mediante análisis basado en vóxeles utilizando umbrales PDFF validados. La EPOC se definió espirométricamente como FEV1/FVC por debajo del límite inferior de lo normal. Las asociaciones se examinaron utilizando modelos de regresión multivariable ajustados por edad, sexo, estado de tabaquismo, actividad física e índice de masa corporal.
Resultados
Entre los participantes (edad media 58.5 ± 5.8 años, 56.1% hombres), 24 (11.2%) tenían EPOC definida espirométricamente. Los participantes con EPOC mostraron PDFF paraespinal más altas (19.9 ± 7.0% frente a 18.3 ± 7.6%) y relaciones IMCL/EMCL más bajas (1.0 ± 0.4 vs. 1.2 ± 0.6) en comparación con las que no tienen EPOC. Después del ajuste, el PDFF más alto se asoció independientemente con mayores probabilidades de EPOC (OR 1.69, IC 95%: 1.01–2.84, p = 0.046), mientras que una relación IMCL a EMCL más alta mostró asociaciones protectoras (OR 0.49, IC 95%: 0.24-1.00, p = 0.050). Tanto el PDFF parapinal total y el EMCL se asociaron negativamente con la capacidad de intercambio de gases pulmonares (TLCO/VA: β = -0.19, IC 95%: -0.35–0.04, P = 0.016 y β = -0.18, IC 95%: -0.33–0.03, p = 0.022, respectivamente). Por el contrario, las relaciones IMCL/EMCL más altas se asociaron con un mejor intercambio de gases (TLCO/VA: β = 0.15, IC del 95%: 0.01-0.29, p = 0.031).
Conclusiones
Este estudio basado en la población demuestra que si bien el aumento del contenido total de grasa del músculo paraaspinal se asocia con un mayor riesgo de EPOC, su distribución compartimental revela patrones distintos: una mayor proporción de IMCL en relación con EMCL muestra asociaciones protectoras, lo que refleja potencialmente las características de fibra muscular oxidativa de tipo I preservadas. Estos hallazgos sugieren que los patrones de distribución de grasas musculares pueden servir como marcadores de imágenes de la adaptación metabólica en la EPOC, ofreciendo nuevas perspectivas para el monitoreo de la enfermedad y los enfoques terapéuticos.
Introducción
La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) representa una carga de salud significativa, y se considera una causa principal de morbilidad y mortalidad en todo el mundo (1). Se caracteriza por la obstrucción crónica del flujo de aire que conduce a una función pulmonar deteriorada, con profundos efectos sobre el intercambio de gases y la mecánica respiratoria (2). Más allá de las manifestaciones pulmonares, las personas con EPOC a menudo exhiben efectos sistémicos, con la disfunción del músculo esquelético como una característica clave que impacta sustancialmente el estado funcional y la calidad de vida (3). La disfunción muscular en la EPOC puede manifestarse a medida que disminuyó la fuerza muscular, la resistencia y la masa (4). Mientras que la pérdida de masa muscular (sarcopenia) se ha estudiado ampliamente en enfermedades respiratorias (5, 6), el papel de la infiltración de grasa muscular (miosteatosis) sigue siendo menos caracterizada. La miosteatosis representa alteraciones musculares cualitativas que afectan la arquitectura del tejido y la función metabólica. Puede manifestarse independientemente de la sarcopenia e incluso puede preceder a la pérdida de masa muscular (7). En el músculo esquelético, la grasa puede acumularse como lípidos intramiocelulares (IMCL), almacenados como gotas de lípidos dentro de las fibras musculares que sirven como sustratos de energía fisiológica durante el metabolismo oxidativo, particularmente en las fibras tipo I, y como lípidos extramiocelulares (EMCL). EMCL representa depósitos de grasa ectópica almacenados en adipocitos, ya sea entre las fibras musculares dentro de los músculos individuales (intramusculares), entre los músculos y su fascia o entre grupos musculares (ambos intermusculares) (8, 9). El tejido adiposo intermuscular actúa como un órgano endocrino que produce mediadores inflamatorios que pueden afectar directamente el metabolismo del músculo esquelético (10, 11). En consecuencia, no solo la cantidad total de grasa muscular, sino también su distribución entre los compartimentos intra y extramiocelulares puede proporcionar información sobre el metabolismo y la función muscular.
La imagen de resonancia magnética codificada con cambio químico (MRI) proporciona un método no invasivo para una evaluación detallada de la masa muscular y la evaluación cuantitativa de la miosteatosis al tiempo que permite la diferenciación de los compartimentos IMCL y EMCL ((12). Varios estudios han establecido la mioseatosis como un marcador pronóstico importante en varias condiciones y como un fuerte predictor de mortalidad por todas las causas en ambos individuos con trastornos metabólicos y adultos asintomáticos (7, 13,14,15).
A pesar de la evidencia que vincula la disfunción muscular con la EPOC, las asociaciones entre los parámetros musculares derivados de MRI, especialmente la miosteatosis, y la EPOC en la población general, permanecen poco superexploradas. Por lo tanto, investigamos las asociaciones entre la miosteatosis parapinal y su distribución en relación con la EPOC definida espirométricamente en una muestra de adultos de una cohorte basada en la población. Presumimos que el aumento del contenido de grasa muscular se asociaría con una mayor prevalencia de EPOC, y que IMCL y EMCL demostrarían diferentes asociaciones con la EPOC y los parámetros respiratorios relacionados.
Materiales y métodos
Muestra de estudio
Utilizamos datos del subestudio de resonancia magnética transversal dentro de la «investigación de salud cooperativa en la región de Augsburg» (KORA) cohortes (16). El examen de MRI se realizó dentro del segundo seguimiento KORA-FFF4 (n = 2279, inscrito en 2013/2014) de la encuesta Kora-S4 original basada en la población (n = 4261, matriculada en 1999/2001). De la cohorte Kora-FF4, n = 400 participantes se sometieron a una resonancia magnética de cuerpo entero dentro de los 33 días (rango intercuartil: 24–45 días) de su examen en el centro de estudio. Los criterios de inclusión no fueron contraindicaciones a la resonancia magnética (claustrofobia, alergia al agente de contraste, piezas metálicas permanentes en el cuerpo), edad <74 años, tener una salud generalmente suficiente para el procedimiento de imagen de cuerpo entero de una hora y ninguna enfermedad cardiovascular prevalente (accidente cerebrovascular, infarción miocardial, revascularización) (((((16). Además, n = 1010 participantes de la cohorte Kora-FF4 en el rango de edad 48-68 años se sometieron a pruebas de función pulmonar (17). La superposición de estas dos muestras constituye la muestra analítica para el análisis actual. El Comité de Ética de la Cámara de Médicos de Bávara aprobó los Estudios de Cohorte General Kora. El Comité de Ética de la Universidad de Ludwig-Maximilians Munich (Munich, Alemania) aprobó además el subestudio de resonancia magnética de todo el cuerpo (No. 498-12). El estudio se realizó de acuerdo con la Declaración de Helsinki y obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes. Número de ensayo clínico: no aplicable.
Protocolo de resonancia magnética y segmentación muscular
Los exámenes de MRI se realizaron utilizando un escáner Skyra Magnetom Tesla (Heemens Healthineers, Erlangen, Alemania) con bobinas combinadas de la superficie corporal de 18 canales y la matriz de columna vertebral. El protocolo completo de imágenes y las especificidades técnicas se han descrito en detalle anteriormente (16). Para el análisis muscular, se adquirieron secuencias de Dixon de eco 3D-Echo correctadas por T2*de la parte superior del abdomen superior durante una sola respiración (espesor de corte 4 mm, tamaño de voxel 1.8 × 1.8 mm, campo de visión 393 × 450 mm, matriz 256 × 179, TR. 6.15, 7.38 ms, ángulo de volteo 4 °). El posicionamiento preciso de corte transversal a nivel vertebral L3 se confirmó utilizando secuencias coronales de gradiente de dos puntos de gradiente-eco (TR 4.06ms, TE 1.26 y 2.49 ms, ángulo de volteo 9 °, espesor de corte 1.7 mm, resolución isotrópica en plana 1.7 mm) con reflexión cruzada. Los músculos paraaspinales se segmentaron manualmente al nivel de la tercera vértebra lumbar por dos observadores cegados a datos clínicos y estado de EPOC utilizando puntos de referencia anatómicos estandarizados (MITK V2015.5, Centro de Investigación del Cáncer alemán, Heidelberg, Alemania). El área del músculo esquelético (MM2) se definió como la suma de las áreas izquierda y derecha de los músculos paraespinales (Fig. 1).
Fig. 1Representante Axial T2*-corregida múltiple Dixon MRI Slice (contraste de grasa) en el nivel L3 con segmentación muscular parapinal superpuesta (púrpura). La segmentación manual se realizó bilateralmente utilizando puntos de referencia anatómicos estandarizados
Abreviaturas: MRI: imágenes de resonancia magnética; L3: tercera vértebra lumbar
Imagen de tamaño completoCuantificación de la mioseatosis
La miosteatosis total se determinó como fracción de grasa de densidad de protones (PDFF, en %). Los mapas PDFF se calcularon a partir de los datos originales utilizando el software del fabricante (Mr Liverlab, Versión VD13, Siemens Healthineers, Cary, EE. UU.). La PDFF media se calculó promediando mediciones de los compartimentos musculares derecho e izquierdo, incluidos IMCL, EMCL intermuscular intramuscular y subfascial, al tiempo que excluye EMCL intermuscular extrafascial circundante. La reproducibilidad de este enfoque de segmentación se validó previamente en un estudio metodológico utilizando el mismo protocolo, lo que demuestra una excelente confiabilidad con coeficientes de correlación intraclase de 0.98 y 0.99 para el acuerdo inter e intraobservador de las mediciones de PDFF, y 0.97 y 0.98 para las mediciones de área muscular (((((18).
Para la diferenciación de los compartimentos de grasa, IMCL se cuantificó mediante el procesamiento de los compartimentos musculares segmentados utilizando un algoritmo semiautomado (MATLAB_R2017A; Mathworks, MA, EE. UU.). Este algoritmo aplica un umbral establecido basado en la comprensión de que los miocitos con alto contenido de lípidos intramiocelulares demuestran valores ≤ 20%, mientras que los valores más altos indican la presencia de tejido adiposo extramiocelular ((12). Este umbral PDFF del 20% sigue la justificación fisiológica, donde los valores inferiores al 20% reflejan pequeños …
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