La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS, Near Infrared Spectroscopy) es una técnica no invasiva que permite medir en tiempo real la oxigenación del músculo y la perfusión microvascular. En los últimos años se ha utilizado cada vez más en fisiología del ejercicio y en investigación clínica para estudiar alteraciones de la microcirculación y del metabolismo muscular.
En enfermedades como la Encefalomielitis Miálgica / Síndrome de Fatiga Crónica o el Covid Persistente, la NIRS ha despertado interés porque permite analizar cómo llega el oxígeno al músculo durante el esfuerzo, lo que puede aportar información sobre posibles alteraciones de la perfusión o del metabolismo energético.
1. Qué es la espectroscopia NIRS
La NIRS es una técnica óptica que utiliza luz infrarroja cercana para medir la cantidad de hemoglobina oxigenada y desoxigenada en el tejido muscular.
La luz atraviesa la piel y el músculo y es parcialmente absorbida por la hemoglobina. Analizando esa absorción se puede estimar la saturación de oxígeno del músculo.
Los sensores NIRS se colocan sobre la piel, normalmente en músculos como:
- Cuádriceps
- Gemelos
- Bíceps o antebrazo
Entre los dispositivos utilizados en investigación y fisiología del ejercicio se encuentran sensores como Humon o Moxy, que permiten monitorizar los cambios de oxigenación muscular durante el ejercicio.
2. Qué parámetros mide la NIRS
La NIRS proporciona varios parámetros fisiológicos relacionados con la oxigenación muscular:
- SmO2 (muscle oxygen saturation)
- Hemoglobina oxigenada (HbO2)
- Hemoglobina desoxigenada (HHb)
- Índice de perfusión muscular
Estos parámetros permiten observar cómo se comporta la perfusión muscular durante el ejercicio y la recuperación.
3. Cómo se realiza la prueba
La prueba con NIRS suele realizarse durante un protocolo de ejercicio controlado. Los sensores se colocan sobre el músculo y se registra la saturación de oxígeno durante distintas fases.
Un protocolo típico incluye:
- Reposo basal
- Ejercicio incremental
- Recuperación
La prueba puede combinarse con:
- Ergometría en bicicleta
- Test de fatiga muscular
- Pruebas de fisiología del ejercicio
Durante el ejercicio se registran los cambios en la saturación de oxígeno muscular y posteriormente se analiza la velocidad con la que el músculo se vuelve a oxigenar durante la recuperación.
4. Qué información aporta
La NIRS permite observar la relación entre:
- Aporte de oxígeno
- Consumo metabólico del músculo
Esto se conoce como acoplamiento perfusión-metabolismo.
Cuando este sistema funciona correctamente:
- El flujo sanguíneo aumenta cuando el músculo lo necesita
- La saturación de oxígeno disminuye de forma progresiva durante el esfuerzo
- La recuperación es rápida tras detener el ejercicio
5. Alteraciones que puede detectar
La NIRS puede mostrar diferentes patrones fisiológicos anómalos:
- Hipoperfusión muscular
- Alteración microvascular
- Limitación metabólica o mitocondrial
Estos patrones pueden ayudar a diferenciar entre limitaciones cardiovasculares, microvasculares o metabólicas.
6. Interpretación de los resultados
En algunos pacientes con intolerancia al ejercicio se han descrito patrones característicos de alteración de la oxigenación muscular.
Entre los hallazgos más frecuentes se encuentran:
- Desoxigenación muscular precoz durante el ejercicio
- Recuperación lenta de la saturación de oxígeno
- Mayor extracción de oxígeno en fases iniciales del esfuerzo
Estos patrones pueden reflejar alteraciones en la perfusión microvascular o en el metabolismo muscular, lo que podría contribuir a la fatiga precoz y a la limitación funcional durante el ejercicio.
7. Interpretación de los resultados: patrones normales y anómalos
La NIRS permite analizar cómo cambia la saturación de oxígeno muscular (SmO2) durante el ejercicio y la recuperación. La interpretación de estas curvas puede aportar información sobre el funcionamiento del sistema cardiovascular, la microcirculación y el metabolismo muscular.
7.1 Respuesta fisiológica normal
En individuos sanos, la respuesta típica durante un test de ejercicio presenta varias características:
- Disminución progresiva de SmO2 durante el ejercicio
- Estabilización de la saturación en niveles moderadamente bajos a intensidades altas
- Recuperación rápida de la oxigenación tras finalizar el esfuerzo
Durante la recuperación, la saturación muscular suele volver a valores basales en menos de uno o dos minutos, reflejando una adecuada perfusión muscular.
7.2 Desoxigenación muscular precoz
En algunos pacientes se observa una caída rápida de la saturación muscular incluso a intensidades bajas de ejercicio.
Este patrón puede sugerir:
- Limitación en el flujo sanguíneo muscular
- Perfusión microvascular ineficiente
- Reducción del retorno venoso efectivo
En estos casos el músculo extrae oxígeno rápidamente porque el suministro sanguíneo no aumenta de forma adecuada.
7.3 Recuperación lenta de la oxigenación
Otro hallazgo descrito en algunos pacientes con intolerancia al ejercicio es una reoxigenación muscular lenta tras el esfuerzo.
Esto puede reflejar:
- Alteraciones en la microcirculación
- Disfunción endotelial
- Reducción del flujo sanguíneo muscular durante la recuperación
En este patrón la saturación muscular tarda más tiempo en volver a valores basales.
7.4 Alteración del metabolismo muscular
En algunos casos la NIRS muestra una desoxigenación relativamente normal durante el ejercicio pero una recuperación metabólica anormalmente lenta.
Este patrón puede sugerir:
- Alteraciones en la función mitocondrial
- Disminución de la capacidad oxidativa del músculo
- Alteración en la resíntesis energética tras el esfuerzo
Este tipo de alteración se ha descrito en algunos estudios en pacientes con Encefalomielitis Miálgica / Síndrome de Fatiga Crónica.
7.5 Importancia de interpretar la curva completa
La interpretación de una prueba NIRS no se basa únicamente en un valor aislado de saturación, sino en el análisis conjunto de varios elementos:
- Nivel basal de saturación muscular
- Velocidad de desoxigenación durante el ejercicio
- Saturación mínima alcanzada
- Velocidad de reoxigenación tras el esfuerzo
El análisis de estos parámetros permite identificar posibles alteraciones en la perfusión, la microcirculación o el metabolismo muscular.
8. Ventajas de la NIRS
La técnica presenta varias ventajas importantes:
- Es no invasiva
- Permite medición en tiempo real
- Puede utilizarse durante el ejercicio
- Proporciona información sobre la microcirculación muscular
Además, puede combinarse con otras pruebas de fisiología del ejercicio para obtener una visión más completa de la respuesta cardiovascular y metabólica al esfuerzo.
9. Limitaciones de la prueba
A pesar de sus ventajas, la NIRS también tiene algunas limitaciones:
- Mide la oxigenación en una zona muscular concreta
- La señal puede verse afectada por la grasa subcutánea
- Requiere interpretación especializada
Por ello suele utilizarse como herramienta complementaria dentro de un estudio fisiológico más amplio.
10. Estudios en Encefalomielitis Miálgica / Síndrome de Fatiga Crónica
Diversos estudios han investigado la fisiología muscular en pacientes con Encefalomielitis Miálgica / Síndrome de Fatiga Crónica utilizando técnicas de medición del metabolismo muscular, incluyendo near-infrared spectroscopy (NIRS).
En conjunto, estos trabajos sugieren que algunos pacientes presentan alteraciones en la perfusión muscular y en la utilización de oxígeno durante el ejercicio.
Estudios científicos
McCully KK, Natelson BH, Iotti S, Sisto S.
Reduced oxidative muscle metabolism in chronic fatigue syndrome.
Muscle & Nerve. 1996.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8618560/
McCully KK, Natelson BH.
Impaired oxygen delivery to muscle in chronic fatigue syndrome.
Clinical Science. 1999.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10545311/
McCully KK, Smith S, Rajaei S, Leigh JS, Natelson BH.
Blood flow and muscle metabolism in chronic fatigue syndrome.
Clinical Science. 2003.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12589704/
McCully KK, Smith S, Rajaei S, Leigh JS, Natelson BH.
Muscle metabolism with blood flow restriction in chronic fatigue syndrome.
Journal of Applied Physiology. 2004.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14578362/
11. Conclusión
La espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) es una técnica prometedora para evaluar la oxigenación muscular y la perfusión microvascular durante el ejercicio. Su capacidad para medir en tiempo real la saturación de oxígeno del músculo permite analizar cómo se adapta el sistema circulatorio y metabólico al esfuerzo.
En el contexto de enfermedades caracterizadas por fatiga e intolerancia al ejercicio, como la Encefalomielitis Miálgica / Síndrome de Fatiga Crónica, la NIRS puede aportar información útil sobre posibles alteraciones en la perfusión muscular o en el metabolismo energético.
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