Introducción

El sobrepeso y la obesidad son condiciones que se caracterizan por la acumulación anormal o excesiva de masa grasa en el cuerpo¹. La obesidad representa un problema de salud pública en México y afecta a 2000 millones de personas en el mundo, siendo responsable de la muerte de tres millones de personas cada año².

El exceso de peso debido a la acumulación de tejido graso favorece la aparición y evolución de alteraciones de tipo metabólico, que a su vez contribuyen con el desarrollo de distintas enfermedades como las cardiovasculares, renales, cáncer y trastornos de la función pulmonar, entre otros³.

Comúnmente, el sobrepeso y la obesidad suelen ser determinados con el empleo del índice de masa corporal (IMC)⁴. En población universitaria, son diversos los trabajos en los que se ha empleado el IMC para caracterizar a las muestras de estudio. En este contexto, en el estudio realizado por Vazquez-Marroquin et al.,⁵ se encontró que el 29.6% de los universitarios analizados presentaron sobrepeso y el 13.4% obesidad. Por su parte, Ortiz-Hernández et al.,⁶ reportaron que el 41.87% de los universitarios evaluados tuvieron un IMC superior a 25. De igual modo, Trujillo-Rojas et al.,⁷ encontró, según el IMC de los alumnos analizados, que el 46.3% de los hombres y el 33.3% de las mujeres se ubicaron en las categorías de sobrepeso/obesidad.

Otros parámetros como el índice cintura-cadera y el porcentaje de masa grasa también han sido utilizados como indicadores para determinar sobrepeso u obesidad en el alumnado universitario^8-10.

Así, con el empleo del porcentaje de masa grasa corporal, obtenido por bioimpedancia, Aparicio et al.,¹¹ encontraron que la proporción de mujeres universitarias con sobrepeso y obesidad fue de 23.6 y 70.1%, respectivamente. En este mismo estudio, el 36.8% de los hombres tuvo sobrepeso y el 43.6% obesidad. Por su parte, Quiliche Castañeda et al.,¹² empleando la misma técnica de medición en universitarios peruanos, identificaron que 43% de las mujeres presentó un elevado porcentaje de masa grasa, y con respecto al mismo parámetro, el 32% de los hombres se clasificó en la categoría de muy alto. En el trabajo publicado por Estrada et al.,⁹ en el que participaron estudiantes de la carrera de medicina mexicanos, se determinó que, de acuerdo con el porcentaje de masa grasa el 60.7% de los participantes presentó obesidad.

La obesidad tiene un impacto negativo sobre la función pulmonar, afecta la mecánica ventilatoria, la resistencia de las vías respiratorias, los músculos y volúmenes pulmonares¹³. Además, en la obesidad el diafragma está desplazado hacia la cavidad torácica debido a la acumulación de grasa en el abdomen, lo que limitaría su movimiento y la cantidad de aire que ingresa a los pulmones durante cada ventilación¹⁴.

Uno de los métodos más ampliamente utilizados en la evaluación pulmonar es la espirometría¹⁵. No obstante, a pesar de su conocida utilidad en el estudio y análisis de la función respiratoria, la espirometría no suele ser un método disponible para la mayoría de los centros de atención médica. De manera alternativa y/o complementaria, se ha propuesto la medición del tiempo de apnea voluntaria como un parámetro que permita tener un rápido, económico, sencillo y reproducible método de evaluación inicial de la función respiratoria¹⁵.

El tiempo de apnea voluntaria (TAV) es el lapso que una persona contiene su respiración a voluntad¹⁶. Desde un punto de vista fisiológico, el final de la contención de la respiración es debido a cambios en la presión parcial de los gases y pH sanguíneos, lo que resulta en un estímulo que impulsa al individuo a concluir con la apnea y volver a ventilar¹⁵. En pacientes con cuadro agudo de asma, la medición del TAV presentó una correlación con el volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1) y con el índice de Fischl, que es empleado para la evaluación de la severidad de las crisis asmáticas¹⁶. En el estudio de Carrillo et al.,¹⁷ se determinó que el TAV fue menor en personas con enfermedad pulmonar, comparado con los participantes sanos, proponiendo que el TAV puede ser considerado como un indicador de la función pulmonar. En el estudio de Nevarez-Najera et. al.,¹⁵ en el que participaron sujetos sanos, no fumadores, hombres y mujeres con una edad promedio de 35.1 y 41.6 años, respectivamente, se concluyó que la estimación del FEV1 a partir de la duración del TAV es una alternativa útil para que en el primer nivel de atención médica se identifiquen a individuos que requieran estudios de función pulmonar. El valor de FEV1 es indicador de la gravedad del patrón obstructivo pulmonar y disminuye proporcionalmente con la pérdida de volumen pulmonar¹⁸.

Los estudios sobre la medición del TAV son escasos en distintos ámbitos del contexto social, académico o laboral, por lo que resulta necesario ahondar en su conocimiento y explorar su utilidad y magnitud bajo distintas condiciones de salud y en distintas poblaciones, como la universitaria, la cual conviene caracterizar con la finalidad de contribuir a la conservación de su salud y/o detección oportuna de posible enfermedad.

El objetivo del presente estudio fue evaluar si el sobrepeso y obesidad determinados por el porcentaje de masa grasa, el índice de masa corporal y el índice cintura-cadera influyen sobre el tiempo de apnea voluntaria en universitarios.

Material y métodos

Se realizó un estudio descriptivo de corte transversal. Con un muestreo no probabilístico realizado entre agosto de 2018 y marzo del 2019, en el que completaron todas las mediciones 97 estudiantes del segundo año de la carrera de medicina de una Universidad Pública de México. De manera presencial, los participantes fueron invitados a participar e informados sobre el tipo y los objetivos de la investigación, solicitando su decisión de participación a través de la firma del acta de consentimiento informado. Se hizo particular énfasis que serían excluidos del estudio aquellos alumnos bajo tratamiento farmacológico, discapacidad motora, que tuvieran enfermedades respiratoria o cardiovascular diagnosticadas. Los alumnos consumidores de cigarrillos convencionales y electrónicos no fueron contemplados. Tampoco aquellos con un régimen de ejercicio físico regular.

En cada participante se midió el peso (kilogramos), talla (centímetros), presión arterial (milímetros de mercurio), el tiempo de apnea voluntaria (segundos), así como los índices de masa corporal (IMC) y de cintura-cadera (ICC). Adicionalmente, se estimó el porcentaje de masa grasa por medio de bioimpedancia.

La evaluación antropométrica fue realizada por estudiantes de medicina, previamente capacitados y bajo supervisión, de acuerdo a la metodología de la International Society for the Advancement of Kinanthropometry (ISAK). Todos los participantes fueron evaluados en un espacio físico amplio, ventilado, sin ruido.

Para la determinación de la estatura se empleó un estadímetro marca “SECA, modelo 213”, con 1 mm de precisión. La postura solicitada fue talones juntos, puntas de los pies ligeramente separadas, sin zapatos, espalda, glúteos y piernas alineados, cabeza con la mirada hacia el frente, a continuación, se colocó la escala en la parte más alta de la cabeza y se hizo la lectura correspondiente.

La medición del peso corporal se obtuvo a través del uso de una balanza digital “SECA, modelo 813”, con precisión de ±100 gramos y con capacidad de 150 kilogramos. El pesaje del sujeto fue sin zapatos y ropa pesada, con los pies en el centro de la báscula, talones juntos y puntas de los pies ligeramente separadas.

Las circunferencias de la cintura y la cadera se midieron con una cinta métrica marca “Lufkin®” flexible no elástica y metálica con precisión de 0.1 cm, con anchura de 5 a 7 mm, longitud de 2 metros y graduación a partir de 2 cm del inicio. Para la medición, se indicó a los participantes mantenerse erguidos, con los dos pies juntos en una superficie plana, los brazos separados del cuerpo y el abdomen descubierto. El perímetro de cintura se obtuvo al medir la menor circunferencia horizontal entre los rebordes costales y el borde superior de las crestas iliacas al final de una espiración normal. La circunferencia de la cadera se midió a nivel de la prominencia glútea.

Con los valores obtenidos de la estatura y peso corporal se calculó el Índice de Masa Corporal (IMC) dividiendo el peso en kilogramos por su talla en metros al cuadrado (kg/m2). Los participantes fueron clasificados de acuerdo a los criterios de la Organización Mundial de la Salud¹⁹: a) sin obesidad (IMC: 18-25 kg/m2), b) con sobrepeso (IMC: 25.1-29.9 kg/m2) y c) con obesidad (IMC: ≥ 30 kg/m2). Con los valores de las circunferencias de cintura y cadera se calculó el Índice Cintura-Cadera (ICC), el cual sirvió para determinar los niveles de grasa intraabdominal. Los participantes fueron clasificados según su ICC como sigue⁸: para mujeres > 0.85, y para hombres > 0.95.

El porcentaje de grasa corporal (%GC) se calculó mediante un autoanalizador de bioimpedancia eléctrica “In Body 230” (BioSpace, Corea del Sur). Todos los procedimientos se realizaron según las instrucciones del fabricante, y por el mismo evaluador en cada ocasión. Los puntos de corte utilizados fueron los utilizados por Estrada et al.,⁹ en población universitaria mexicana.

La medición del tiempo de apnea voluntaria (TAV) tuvo la intención de explorar y caracterizar un parámetro fisiológico de fácil adquisición y referente de la función pulmonar. Para medir el tiempo de apnea voluntaria se solicitó al participante estar de pie. Se instruyó a cada alumno realizar una inspiración profunda máxima y sostener a voluntad el aire en sus pulmones durante el mayor tiempo posible. El tiempo de apnea voluntaria se midió con la aplicación de cronómetro de un teléfono celular marca Samsung SM-G920I. La duración y medición del tiempo de apnea voluntaria se consideró desde el final de la inspiración máxima y hasta el inicio de la espiración correspondiente, teniendo como criterio la ausencia de movimiento ventilatorio¹⁶. Todos los alumnos del estudio ensayaron una inspiración profunda máxima previo a la medición del tiempo de apnea voluntaria en reposo.

Mediante los parámetros antropométricos contemplados, se determinó la distribución de la muestra en dos categorías: normal (normopeso) y elevado (sobrepeso y obesidad), para posteriormente analizar y comparar la duración del tiempo de apnea voluntaria (TAV) entre grupos (Tabla 2). La combinación de sobrepeso y obesidad como una categoría, permitió tener un espectro más amplio del efecto de los valores altos y muy altos conseguidos por medio de los parámetros antropométricos. Aunado a que existió un número reducido de participantes clasificados como obesos.

Se realizó un análisis descriptivo de todas las variables del estudio, con frecuencias y porcentajes para variables categóricas y medidas de tendencia central para variables continuas. Con las pruebas de Kolmogorov-Smirnov/Shapiro Wilks se verificó la normalidad de la distribución de los puntajes de IMC, ICC, %GC y del tiempo de apnea voluntaria (TAV). Se calculó la media como medida descriptiva y la desviación estándar para las variables de estudio. Se aplicó la prueba estadística no paramétrica de U de Mann Whitney para comparar las muestras independientes. Los puntajes de IMC, ICC, %GC fueron usados para establecer grupos y comparar entre estos los valores promedio. La asociación lineal entre los puntajes IMC, ICC, %GC con el tiempo de apnea voluntaria se realizó a través del coeficiente de correlación por rangos de Spearman. En todos los casos se consideró un nivel de significancia de p<0.05. Todas las pruebas estadísticas fueron realizadas con el programa Statistical Package for Social Science (SPSS) versión 22.0.

Resultados

La muestra de estudio estuvo conformada por 97 sujetos, de los cuales el 57.7% (n= 56) fueron mujeres y el 42.2% (n= 41) fueron hombres. La media de edad de los participantes fue de 19.88 ± 1.14 años.

La media del porcentaje GC fue mayor en mujeres que en hombres. El IMC, el ICC y el TAV ligeramente mayor en hombres que en mujeres. En la Tabla 1 se muestran las medias de las variables antropométricas y del TAV.

El 26.8% (n=26), el 43.3% (n=42) y el 66% (n=64) del total de la muestra presentó valores elevados en el %GC, el IMC y el ICC, respectivamente (Tabla 2).

El valor mínimo y máximo de TAV encontrado en mujeres fue 14.23 y 50.23 segundos, respectivamente. Los hombres tuvieron un valor mínimo y máximo de TAV de 18 y 57.13 segundos, respectivamente.

En la Tabla 2 se observa que la muestra de estudio se clasificó con base a los parámetros antropométricos y por sexo, con la finalidad de visualizar la duración del TAV en dos categorías del %GC, del IMC y del ICC, normal y elevado. Adicionalmente, en comparación con los sujetos normopeso, los ubicados en la categoría elevado de cada parámetro antropométrico, presentaron una disminución de la duración del TAV. La disminución del TAV fue estadísticamente significativa entre las categorías del IMC (p=0.013) y del ICC (p=0.020).

Mediante el coeficiente de correlación por rangos de Spearman se analizó la asociación lineal entre el TAV y los índices de obesidad. El coeficiente de correlación de Spearman mostró una relación negativa y estadísticamente significativa entre TAV, %GC e ICC. El puntaje entre TAV e IMC fue también negativa pero no estadísticamente significativa (p>0.05). Por lo que los estudiantes con un puntaje más bajo en el TAV presentaron un puntaje más alto de %GC, IMC e ICC (Tabla 3).

Discusión

En el presente estudio se analizó si el sobrepeso y la obesidad determinados por medio del porcentaje de masa grasa, el índice de masa corporal y el índice cintura-cadera influyen sobre el tiempo de apnea voluntaria en universitarios. Los resultados muestran que, en comparación con los sujetos normopeso, existe una disminución en el tiempo de apnea voluntaria en sujetos jóvenes con sobrepeso y obesidad, particularmente, en aquellos con mayor porcentaje de masa grasa.

La investigación evidenció que los valores promedio de %GC e IMC son similares a lo reportado por Gomez Rutti et al.,¹⁰ quienes también evaluaron una muestra universitaria del área de la salud. Por el contrario, el valor de ICC que encontramos fue mayor al obtenido por Gomez Rutti et al.,¹⁰ (0.83 vs 0.91). Adicionalmente, encontramos que el valor del %GC en mujeres, es menor a lo reportado por Martínez-Ureña. Es posible que las diferencias en el valor del %GC puedan deberse al tipo de población universitaria estudiada²⁰. Respecto de la media del IMC, el valor obtenido es similar al reportado por otros investigadores, por lo que parece no existir diferencias notables en universitarios o bien en población joven^7,11.

Por otro lado, la media del TAV reportado en el presente estudio fue de 30.5±8.37 segundos, mayor al encontrado por Sadiqa et. al.,²¹ (25.49±1.14) en una muestra de estudiantes de medicina. Gomes et. al.,²² también reportaron un valor medio de TAV menor (24.5±4.7) para una muestra conformada por hombres y mujeres con un rango de edad de 19 a 24 años. Adicionalmente, el TAV observado en el presente estudio fue inferior al reportado por Carrillo et. al.,¹⁷ quienes determinaron una media de TAV de 40.6 segundos, en una muestra de estudio conformada por sujetos con un rango de edad entre 16 y 70 años. En otro estudio, la media del TAV fue de 42.58±10.46 para hombres y de 35.29±5.71 para mujeres, cuyo rango de edad fue de 18 a 22 años²³. En el presente estudio, también encontramos que el TAV fue diferente según el género (Tabla 1), esto ha sido reportado de manera previa, por lo que parece ser una observación consistente^21,23. No obstante, no fue posible determinar una diferencia estadísticamente significativa de la duración del TAV según el sexo. Esta observación es similar a lo reportado por Cherouveim et al.,²⁴ quienes reportaron similitud en los valores de TAV entre mujeres y hombres. Podemos destacar que, las diferencias encontradas en el TAV y que han sido reportadas en diferentes trabajos pueden explicarse a partir de la metodología empleada para la medición del TAV. Adicionalmente, la motivación, la hiperventilación previa a la medición o bien los registros repetidos del TAV son factores que pueden afectar el incremento voluntario del tiempo de apnea¹⁵. A este respecto, en sujetos jóvenes el tiempo de contención de la respiración puede variar según el esfuerzo y maniobra ventilatoria. Se ha reportado que, la duración del TAV a partir de una inspiración tranquila, máxima o posterior a hiperventilación ha sido de 33.13±15.59, 48.27±16.02 y 62.20±21.68 segundos, respectivamente²⁵.

La medición del TAV también se ha registrado en condiciones de compromiso ventilatorio. Carrillo et al.,¹⁶ reportaron en sujetos con crisis asmática un TAV de 5.8±2.14 segundos. En este mismo trabajo, se observó que el valor del TAV aumentó a 10.1±4.5 segundos a las 24 horas de recuperación de la crisis respiratoria.

La comparación del valor de la media del TAV de acuerdo a las categorías de los índices de obesidad que fueron contemplados, reveló una diferencia estadísticamente significativa para el total de la muestra de estudio (Tabla 2). Esta observación es similar a lo reportado por Trembach y Zabolotskikh²⁶, quienes encontraron que el TAV en hombres con un IMC alto fue menor en comparación con aquellos con un IMC normal (40.6±10.5 vs 47.2±8.7). En este mismo estudio, fue posible determinar una correlación negativa entre el TAV, el IMC y el índice cintura-cadera. Aunque sólo el ICC fue considerado como predictor de la duración del TAV. En el presente estudio no encontramos una relación estadísticamente significativa entre el TAV y el IMC, es posible que los valores de IMC en la muestra de estudio no sean suficientemente altos (Tabla 1), aunado a la limitación del IMC para distinguir entre adiposidad y muscularidad²⁷.

Es sabido que el exceso de adiposidad corporal, particularmente la que rodea el tórax y la que se encuentra presente en el abdomen, está asociada a defectos en el trabajo respiratorio y a alteraciones de las funciones pulmonares. La duración del TAV está altamente influenciada por la capacidad vital pulmonar²⁸. La disminución de la distensibilidad (compliance) pulmonar y el incremento de la resistencia a la distensión pulmonar son características distintivas de la mecánica pulmonar en sujetos con sobrepeso y obesidad²⁹.

Aunque no hubo un análisis sobre posibles cambios o desajustes respiratorios en nuestra muestra de estudio, la evidencia sugiere que la causa de la disminución del tiempo de apnea en sujetos con un IMC correspondiente a sobrepeso/obesidad y un porcentaje de masa grasa elevado puede deberse a que un mayor volumen abdominal impide un adecuado descenso del diafragma durante la inspiración, y la acumulación de grasa intratorácica reduce el espacio para una correcta expansión pulmonar³⁰. Las alteraciones pulmonares relativas a la obesidad suelen estar presentes ante sutiles cambios de adiposidad corporal³¹. Los efectos deletéreos del sobrepeso y la obesidad sobre la función pulmonar suelen determinarse por medio de parámetros espirométricos, a su vez relacionados con el TAV¹⁵. Aquellos individuos que conservan su peso corporal o bien logran disminuirlo durante la etapa adulta, conservan mejor la capacidad vital forzada y el volumen espiratorio forzado al primer segundo (FVC y FEV1, respectivamente). Lo anterior, sugiere que los cambios en la función pulmonar correspondientes a la edad y obesidad podrían ser reversibles con la pérdida de peso³².

Por otro lado, la concentración sanguínea de oxígeno y dióxido de carbono tiene un efecto sobre al tiempo de apnea voluntaria. Algunas personas obesas presentan hipoventilación alveolar, que a su vez determinaría una mayor cantidad de dióxido de carbono en la sangre, una activación más rápida del impulso ventilatorio y consecuentemente un menor TAV. La condición de hipoventilación alveolar no fue evidenciada en el presente estudio, pero podría ayudar a explicar en parte, la menor duración del TAV en personas obesas²⁶.

Adicionalmente, la medición del TAV en sujetos normopeso y obesos, simultáneamente con el registro del consumo de oxígeno y de los cambios de la presión parcial de este gas en sangre arterial, ha revelado que, al cabo de 15 segundos de apnea, la presión parcial de oxígeno decrementa hasta los 70 mm Hg en sujetos obesos, mientras que el mismo descenso en la presión parcial de oxigeno ocurre hasta los 30 segundos de apnea en sujetos no obesos³³.

No resultaría inapropiado considerar que el tiempo de apnea voluntaria en nuestra muestra de estudio, pueda explicarse por modificaciones en la función y/o capacidad pulmonar, que, aunque sutiles, puedan revelar limitaciones en la expansión pulmonar de individuos jóvenes con un porcentaje de masa grasa mayor al de su edad y sexo^23,30,34.

Finalmente, la medición del TAV en sujetos normopeso y con sobrepeso/obesidad aparentemente sanos podría ser considerado como un primer paso de exploración de la capacidad ventilatoria en el primer nivel de atención médica¹⁵. La evaluación y conocimiento de la duración del TAV podría motivar el inicio de la mejora del rendimiento físico de aquellos sujetos con factores de riesgo, con la finalidad de conseguir un mejor estado de salud general.

Los hallazgos del presente estudio presentan limitaciones derivados del tamaño de la muestra, así como del tipo de muestreo realizado y no es posible generalizar nuestras observaciones a la población de estudio. No se estudiaron parámetros espirométricos tampoco. Son escasos los antecedentes sobre el TAV en universitarios. Es posible la existencia de variabilidad en la medición del TAV, puesto que los observadores de este parámetro fueron los mismos. No obstante, consideramos que nuestro trabajo representa un estudio que destaca un tema de interés en salud pública, tanto para la comunidad médica como universitaria de nuestro país.

Conclusiones

El TAV tiene una duración similar entre hombres y mujeres. Son necesarios más estudios para caracterizar mejor el TAV en universitarios. Sería interesante conocer si el TAV está relacionado con el nivel de actividad física y ejercicio, el hábito tabáquico o el sedentarismo. El presente estudio sugiere que un exceso de masa grasa corporal en sujetos jóvenes disminuye la capacidad de contención del aire sin algún trastorno pulmonar aparente. La medición del TAV es un método sencillo, de bajo costo y accesible para evaluar la función pulmonar, que debe estandarizarse para su mejor adquisición. Conocer la duración de la contención de la respiración podría contribuir para que el alumnado tenga motivación para cambios en su estilo de vida y conseguir una mejor capacidad cardiorrespiratoria.