APLICACIÓN DE LA OXIMETRIA DE PULSO EN EL DEPORTE Y EN LA AYUDA DIAGNÓSTICA

OTRAS INVESTIGACIONES EN MEDICINA DEL DEPORTE

troducción: El desarrollo de esta línea de investigación, se ha realizado bajo un grupo de trabajo pluridisciplinar, integrado por físicos, ingenieros electrónicos, médicos neumólogos y especialistas en medicina de la educación física y el deporte. Este grupo lleva más de diez años estudiando la fisiología y fisiopatología del transporte de oxígeno y, en consecuencia, la homeostasis de la oxigenación periférica y la adaptación a la hipoxia al esfuerzo físico. 2.- Grupos que lo integran: * Escuela Superior de Ingenieros Industriales. ICAI. Univ. Pontificia Comillas Madrid. * Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid. CSIC * Instituto de Microelectrónica de Madrid. CSIC. * Servicio de Neumología del Hospital Clínico San Carlos. * Escuela Profesional de Medicina de la Educación Física y el Deporte UCM.

APLICACIÓN DE LA OXIMETRIA DE PULSO EN EL DEPORTE Y EN LA AYUDA DIAGNÓSTICA

Proyectos de Investigación:

18 PROYECTOS REALIZADOS.

11 PROYECTOS EN CONVOCATORIAS COMPETITIVAS.

CREADO GRUPO DE INVESTIGACIÓN CONSOLIDADO DE LA UCM

2 PATENTES DESARROLLADAS

8 CONVOCATORIAS DEL CSD

3 CONVOCATORIAS DEL MEC

RED INBIO

7 ARTICULO 83

2º PREMIO NACIONAL ´EN INVESTIGACION

EN MEDICINA DEL DEPORTE

4 BECAS DE INVESTIGACIÓN PARA MEDICOS DEL DEPORTE DOS COLABORACIONES

MEDICOS Y ENFERMEROS

Compuesto por médicos deporte, físicos, químicos, Ingenieros,

licenciados Inef

Principales líneas de investigación

Pulsioximetría y ejercicio físico: . En raza negra. . En apnea del sueño y patología respiratoria. . Detección de apnea en conductores. . Relación con acido láctico.

Oximetria y ejercicio físico . Pruebas máximas en deportistas

Oximetría y ejercicio físico: . Aplicado al entrenamiento . En mujeres

CARBOXIHEMOGLOBINA: . Fetal. . Consumo de tabaco

1985 1991 1997 2004 2012

Tarjeta de salud Del deportista

25 años

2000 2006 2008 2010 2002

Fotopletismografía, Y frecuencia cardiaca

Desarrollo de Bebidas Isotónicas

Perfil Esteroideo Protocolo Muerte súbita

MIMEF

1.- Líneas de investigación actuales (1): A.- Aplicación a esfuerzo y recuperación en raza caucasiana:

Evaluar la evolución de la saturación de oxígeno tanto en esfuerzo como en recuperación en personas sanas sin patología. Aplicar el oxímetro a mujeres y hombres deportistas de raza caucasiana para demostrar que estos oxímetros presentan ventajas frente a los comerciales.

B.- Aplicación a deportistas (hombres y mujeres) de raza negra: Demostrar que este oxímetro es válido y supera a otros oxímetros en las determinaciones de saturación de oxígeno en personas de raza negra.

C.- Minimizar el efecto “ruido” generado por el movimiento: Evaluar la interferencia del movimiento en el máximo esfuerzo y así demostrar las ventajas de este oxímetro con respecto a los comercializados en la actualidad.

D.-Desarrollo para pruebas de esfuerzo para personas con patología: Servir al desarrollo de pruebas de esfuerzo protocolizadas para aplicar al estudio de patología respiratoria en función de los datos obtenidos en personas sanas. Aplicación de la oximetría en la prueba de esfuerzo en personas con apnea del sueño.

E.-Desarrollo de un modelo matemático que explique la modificación de la saturación de oxígeno al esfuerzo:

Desarrollar un modelo matemático que nos permita explicar las modificaciones que observamos en la saturación de oxígeno durante la realización de esfuerzos máximos

1.- Líneas de investigación actuales (2): F.- Tarjeta de salud del deportista:

Sentar las bases para un reconocimiento médico deportivo de los deportistas ADO y que puedan disponer de esta información en otras partes del mundo

G.- Fotopletismografía y frecuencia cardiaca: Mejorar el algoritmo matemático de procesamiento del oxímetro para registrar mejor la frecuencia cardiaca en movimiento

H.- Desarrollo de bebidas isotónicas: Indicar las composiciones más adecuadas para el desarrollo de bebidas isotónicas en el ámbito del deporte

I.-Perfil esteroideo: Mejorar la determinación de toma de esteroides endógenos por deportistas y en función de la delección genética UGTB17

J.-Monitorización Inalámbrica Multiparamétrica del Ejercicio Físico Desarrollo de un aparato de medida indirecto de ácido láctico y con localizador GPS

Oxímetro deReflexión

Fuente de Luz

InfrarrojoRojo

Filtros

Fotocélula

Sangre

Oxímetro deTransmisión

Fuente de Luz

InfrarrojoRojo

Filtros

Fotocélula

Sangre

Oximetría

METODOLOGIA:

Espectro de absorción de las principales variedades de la hemoglobina adulta normal.

El sistema de medida está compuesto por el sensor óptico basado en diodos láser del infrarrojo cercano, fijado al extremo de un dedo (lecho vascular pulsátil), electrónica del sensor y un ordenador personal (PC) con la tarjeta de adquisición de datos (DAQ) y los programas de adquisición y procesamiento.

Oximetría

OXIMETRIA + ERGOMETRIA RESPIRATORIA

- Permite un control continuo de la saturación de oxí en el torrente sanguíneo.

- Su importancia radica en el registro continuo de ca eventuales en la saturación de oxígeno.

- Es un método incruento, de fácil uso y confortable el deportista.

Oximetría

ESTUDIOS REALIZADOS: Estudios realizados hasta la actualidad por nosotros : 1.-Aportaciones fisiológicas de la medida continua de la saturación de oxígeno en atletas de ambos sexos que realizan pruebas de esfuerzo máximas. 2.- Medidas durante las pruebas de esfuerzo en tapiz rodante en mujeres deportistas. 3.- Determinación continua de la saturación de oxígeno por oximetría de pulso y su relación con el metabolismo del ácido láctico. 4.- Oximetría de pulso de múltiple longitud de onda en hombres de raza negra que practican deportes aeróbicos.

Total estudiados Deportistas varones Deportistas mujeres

Número 51 25 26

Deportistas mujeres Número 26

Ciclistas varones Número 17

Ciclistas varones raza caucasiana

Ciclistas varones de raza negra

Número 17 2

Oximetría

RESULTADOS:

Resultados 1:

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

Sat O

2 (%)

20

25

30

35

40

cocie

nte

14:28:01 14:30:31

14:33:01

14:35:31 14:38:01

14:40:31

14:43:01

Tiempo

Sat O2 Eq O2 Eq Co2

Oximetría

RESULTADOS:

Resultados 2:

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Prob acum observada

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Prob acum esperada

Sexo: 1

Variable dependiente: tdevt2min

Gráfico P-P normal de regresión Residuo tipificado

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Prob acum observada

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Prob acum esperada

Sexo: 2

Variable dependiente: tdevt2min

Gráfico P-P normal de regresión Residuo tipificado

Rectas de regresión variable dependiente tiempo de aparición del segundo umbral para varón (sexo 1) y mujer (sexo 2) y sus coeficientes de correlación obtenidas a partir del punto de inicio del descenso de la saturación de oxígeno.

Oximetría

RESULTADOS:

Resultados 3:

Resultados de todas las variables estudiadas en los deportistas junto con el ácido láctico y saturación de oxígeno

jorgecsic1

50

70

90

110

130

150

170

190

0:10

1:20

2:30

3:40

4:50

6:00

7:10

8:20

9:30

10:4

0

11:5

0

13:0

0

14:1

0

tiempo

equi

vale

nte

0

20

40

60

80

100

120

saturaciónpulsoFClactatoVO2VEO2VECO2VE

Oximetría

Resultados 4 (EN RAZA NEGRA):

300 600 900 1200 1500 1800

60

80

100

120

140

160

180

94

96

98

100

300 600 900 1200 1500 1800

60

80

100

120

140

160

180

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

ECG

f (bp

m)

t (s)

comercial

sat

urac

ión

ECG

prototipo

f (bp

m)

t (s)

q

400 600 800 1000 1200 1400 160020

40

60

80

100

120

140

160

180

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

400 600 800 1000 1200 1400 160050

100

150

200

88

90

92

94

96

98

ECG

ECG

f (bp

m)

t (s)

prototipo

q

f pul

sox

satu

raci

óncomercial

Oximetría

Desarrollo de un modelo matemático:

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

0:10

1:00

0:50

1:40

2:30

3:20

4:10

5:00

5:50

6:40

7:30

8:20

9:10

10:0

0

10:5

0

11:4

0

12:3

0

13:2

0

14:1

0

15:0

0

15:5

0

tiempo

satu

raci

ó

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

80

equi

vale

nte

SaturaciónVO2/kgVEO2VECO2

Oximetría

ESTUDIO PARA LA PREVENCIÓN DE LA MUERTE SÚBITA DE LOS DEPORTISTAS FEDERADOS EN LA COMUNIDAD DE

MADRID:

1.- INTRODUCCIÓN: 2.- DESARROLLO DEL ESTUDIO: 1. Criterios de inclusión: 2. Criterios de exclusión: 3. Procedimiento: 4. Confidencialidad: 5. Emisión de Informe:

Muerte súbita del deportista

PROCEDIMIENTO: Deportista presenta síntomas o aparecen

datos en su reconocimiento

Medico-deportivo

Médico suyo estudia su caso, mira si cumple criterios y va

preparando papeles y pruebas

(Historia Clinica, Exploración, ECG, Prueba de esfuerzo, ECO)

y llama a la Unidad si hay sospecha.

Unidad de Investigación Cardiovascular del Instituto Cardiovascular del Hospital

Universitario Clínico San Carlos. (Tel: 913303882, horario: 8 a 17 h L a V)

Consentimiento + Cuestionario + Diagnostico de sospecha

Llama para explicar

Llama para pedir cita

Muerte súbita del deportista

Enfermedad Gen Canalopatías Síndrome QT largo (QTL) QTL-1 KCNQ1, codificante para un canal de K+ cardiaco

(KVQTL1) QTL-2 KCNH2, codificante para un canal de K+ cardiaco

(HERG) QTL-3 SCN5A, codificante para un canal de Na+ cardiaco

(Nav 1.5) Síndrome de Brugada (S.B.) SCN5A, codificante para un canal de Na+ cardiaco

(Nav 1.5) Taquicardia Catecolaminérgica Ventricular Polimórfica (CPVT)

RYR-2, codificante para el receptor de rianodina tipo 2.

Patologías estructurales Miocardiopatía Hipertrófica (MCH) MYH7 codificante para la β-miosina de cadena

pesada, MYBPC3 codificante para la proteína C ligada a miosina tipo 3 y TNNT2 codificante para la troponina T cardiaca.

Displasia Arritmogénica Ventriculo Derecho (DAVD)

PKP2, codificante para la placofilina-2, PKG codificante para la proteína placoglobina, DSP codificante para la desmoplaquina, DSG2 codificante para la desmogleína-2 y DSC2 codificante para la desmocolina-2.

Síndrome de Wolf-Parkinson-White (WPW)

PRKAG-2 (exón 15), codificante para la enzima protein kinasa dependiente de 5´ AMP.

Enfermedades Marfanoides TGFβR-1 y TGFβR-2, codificantes para los receptores del factor de crecimiento transformante 1 y 2 respectivamente. En algunos casos análisis fibrilina.

Patologías susceptibles de provocar muerte súbita y su relación con alteraciones genéticas conocidas

Puerta

Muerte súbita del deportista

Bebida Isotónica

CARACTERISTICA BEBIDAS ISOTÓNICAS Azúcar Total azúcares (carbohidratos sencillos)(%)

7

Fructosa (%) Sin fructosa Glucosa (%) Con glucosa Sacarosa (%) Con sacarosa Maltosa (%) Con maltodextrinas Minerales Sodio (mg/100 ml) 40 mgr/10ml Potasio (mg/100 ml) 15 mg/100 ml Magnesio (mg/100 ml) (%CDR)

4%

Calcio (mg/100 ml) (%CDR)

30 (3,7%)

Cloruros (mg/100 ml)

60 mgr/100ml

Fosfatos (mg/100 ml) 10 mgr/100ml Selenio 3,3 mcg/100ml (20 mcg en total) Zinc 0,5 mgr/100ml Vitaminas Sin cantidades Vitamina C (ácido ascórbico) (mg/100 ml)

sí

Vitamina B1 (tiamina) (mg/100 ml

si

Vitamina B2 (riboflavina) (mg/100 ml)

si

Vitamina B6 (piridoxal) (mg/100 ml

si

Pantotenato cálcico (mg/100 ml)

si

Niacina si Acido Fólico si Vitamina B12 (cianocobalamina)

si

Vitamina A (retinol)( g/100 ml)

no

Vitamina E (mg/100 ml) no

1. AGENTES ANABOLICOS: EXÓGENOS: ENDÓGENOS:

androstenediol (androst-5-ene-3β,17β-diol); androstenediona (androst-4-ene-3,17-dione); dihydrotestosterone (17β-hydroxy-5α-androstan-3-one) ; prasterone (dehydroepiandrosterone, DHEA); testosterone and the following metabolites and isomers: 5α-androstane-3α,17α-diol; 5α-androstane-3α,17β-diol; 5α-androstane-3β,17α-diol; 5α-androstane-3β,17β-diol; androst-4-ene-3α,17α-diol; androst-4-ene-3α,17β-diol; androst-4-ene-3β,17α-diol; androst-5-ene-3α,17α-diol; androst-5-ene-3α,17β-diol; androst-5-ene-3β,17α-diol; 4-androstenediol (androst-4-ene-3β,17β-diol); 5-androstenedione (androst-5-ene-3,17-dione); epi-dihydrotestosterone; epitestosterone; 3α-hydroxy-5α-androstan-17-one; 3β-hydroxy-5α-androstan-17-one;

19-norandrosterone; 19-noretiocholanolone.

T/E relación mayor de (4) Se tiende a buscar perfil esteroideo

OTROS: Clenbuterol, moduladores selectivos del receptor de andrógeno (SARMs), tibolona, zeranol, zilpaterol.

Lista de sustancias prohibidas AMA 2012 (Tanto en Competición como Entrenamiento)

1-androstendiol (5α-androst-1-en-3β,17β-diol); 1-androstendiona (5α-androst-1-en-3,17-diona); bolandiol (19-norandrostendiol); bolasterona;boldenona; boldiona (androsta-1,4-dieno-3,17-diona); calusterona;clostebol; danazol (17α-etinil-17β-hidroxiandrost-4-eno[2,3-d]isoxazol);dehidroclorometiltestosterona (4-cloro-17β-hidroxi-17α-metilandrosta-1,4-dien-3-ona); desoximetiltestosterona (17α-metil-5α-androst-2-en-17β-ol);drostanolona; estanozolol; estenbolona; etilestrenol (19-nor-17α-pregna-4- en-17-ol); fluoximesterona; formebolona; furazabol (17β-hidroxi-17α-metil-5α-androstano[2,3-c]-furazan); gestrinona; 4-hidroxitestosterona (4,17β-dihidroxiandrost-4-en-3-ona); mestanolona; mesterolona; metandienona (17β-hidroxi-17α-metilandrosta-1,4-dien-3-ona); metandriol; metasterona (2α,17α-dimetil-5α-androstan-3-ona-17β-ol); metenolona; metildienolona (17β-hidroxi-17α-metilestra-4,9-dien-3-ona); metil-1-testosterona (17β-hidroxi-17α-metil-5α-androst-1-en-3-ona); metilnortestosterona (17β-hidroxi-17α-metilestr-4-en-3-ona); metiltestosterona; metribolona (metiltrienolona, 17β-hidroxi-17α-metilestra-4,9,11-trien-3-ona); mibolerona; nandrolona; 19- norandrostendiona (ester-4-en-3,17-diona); norboletona; norclostebol;noretandrolona; oxabolona; oxandrolona; oximesterona; oximetolona; prostanozol (17β-hidroxi-5 α -androstano[3,2-c]pyrazol); quimbolona; 1- testosterona (17β-hidroxi-5α-androst-1-en-3-ona); tetrahidrogestrinona(18a-homo-pregna-4,9,11-trien-17β-ol-3-ona); trembolona y otras sustancias con estructura química o efectos biológicos similares.

Perfil esteroideo

Perfil esteroideo

Glucuronidación.- La reacción consiste en agregar un grupo glucuronil en un grupo hidroxilo, amino o sulfhidrilo del tóxico. La enzima que cataliza la reacción es la UDP glucuronil transferasa y el donador del grupo polar es el ácido UDP glucurónico. La enzima se encuentra localizada en el retículo endoplásmico, a diferencia de las otras enzimas de la Fase II que se localizan en el citosol. Los compuestos glucuronidados son muy solubles en agua y aparecen en la orina y en la bilis. Existe un número muy grande de xenobióticos que son substrato de esta enzima. UGT2B17: la mayor enzima para la glucuronización de la testosterona

Perfil esteroideo

Será posible que el perfil esteroideo en deportistas tenga relación con parámetros fisiológicos y genéticos.

Se podrán desarrollar de modelos matemáticos para la determinación de niveles umbrales de esteroides en control de dopaje.

MICINN I+D DEP2009-14788-C03-01/02/03 (subprograma DEPO)

AEA-LCD: D. J. A. Muñóz-Guerra Revilla, Dña S. Vargas Gª-Tenorio, Dña E. Serrano Garde, Dña A. B. Soldevilla. EPMD: D Francisco Miguel Tobal, Dña Pilar Martín Escudero, Dña Mercedes Galindo Canales UAI-UG_HCSC: Dña. Cristina Fernández, Dña Náyade del Prado, D. Manuel Enrique Fuentes Ferrer, Dña. Laura Barreales Tolosa, Dña. Sara Cano Escudero. Dña. Mª Luisa Maestro de las Casas, Dña. Dña. Silvia Veganzones de Castro, Dña. Sara Rafael Fernández.

Será posible que el perfil esteroideo en deportistas tenga relación con parámetros fisiológicos y genéticos.

Se podrán desarrollar de modelos matemáticos para la determinación de niveles umbrales de esteroides en control de dopaje.

MICINN I+D DEP2009-14788-C03-01/02/03 (subprograma DEPO)

AEA-LCD: D. J. A. Muñóz-Guerra Revilla, Dña S. Vargas Gª-Tenorio, Dña E. Serrano Garde, Dña A. B. Soldevilla. EPMD: D Francisco Miguel Tobal, Dña Pilar Martín Escudero, Dña Mercedes Galindo Canales UAI-UG_HCSC: Dña. Cristina Fernández, Dña Náyade del Prado, D. Manuel Enrique Fuentes Ferrer, Dña. Laura Barreales Tolosa, Dña. Sara Cano Escudero. Dña. Mª Luisa Maestro de las Casas, Dña. Dña. Silvia Veganzones de Castro, Dña. Sara Rafael Fernández.

Caracterizar el perfil esteroideo en deportistas y su relación con parámetros fisiológicos mediante la medición de la concentración en orina de: Testosterona, Epitestosterona, Androsterona, Etiocolanolona, Dehidrotestosterona y Dehidroepiandrosterona. Así mismo se medirá la variabilidad de una serie de relaciones entre anabolizantes (Testosterona / Epitestosterona) y la concentración de la hormona Hormona Luteneizante (LH) inductora de la síntesis de esteroides.

Construir modelos matemáticos que permitan establecer intervalos de confianza dentro del cual cualquier fluctuación de los parámetros característicos del perfil esteroideo será considera como “normal”.

Estudio de la influencia genómica en la determinación del perfil esteroideo: describir la frecuencia de aparición de la deleción polimórfica; UGT2B17.

Validar el modelo mediante el estudio longitudinal retrospectivo de muestras de orina de deportistas de élite suministrados de modo anónimo por la Comisión de seguimiento y Salud del Deportista [CCSSD] dependiente del Consejo Superior de Deportes.

Perfil esteroideo

P<0,001

Perfil esteroideo RESULTADOS

MIMEF

Monitorización Inalámbrica Multiparamétrica del Ejercicio Físico

ZURELITE SPORTS SYSTEMS SL