Response of Tidal Volume to Inspiratory Time Ratio During Incremental Exercise

ObjectiveThere is some debate about the participation of the Hering-Breuer reflex during exercise in human beings. This study aimed to investigate breathing pattern response during an incremental exercise test with a cycle ergometer. Participation of the Hering-Breuer reflex in the control of breathing was to be indirectly investigated by analyzing the ratio of tidal volume (VT) to inspiratory time (tI).Subjects and methodsThe 9 active subjects who participated the study followed an incremental protocol on a cycle ergometer until peak criteria were reached. During exercise, VT/tI can be described in 2 phases, separated by activation of the Hering-Breuer reflex (inspiratory off-switch threshold). In phase 1, ventilation increases because VT increases, resulting in a slight decrease in TI, whereas, in phase 2, increased ventilation is due to both an increase in VT and a decrease in tI.ResultsThe mean (SD) inspiratory off-switch threshold was 84.6% (6.3%) when expressed relative to peak VT (mean, 3065 [566.8] mL) and 48% (7.2%) relative to the forced vital capacity measured by resting spirometry. The inspiratory off-switch threshold correlated positively (r=0.93) with the second ventilatory threshold, or respiratory compensation point.ConclusionsThe inspiratory off-switch threshold and VT are directly related to one another. The inspiratory off-switch threshold was related to the second ventilatory threshold, suggesting that the Hering-Breuer reflex participates in control of the breathing pattern during exercise. Activation of the reflex could contribute by signaling the respiratory centers to change the breathing pattern.

ObjetivoLa participación del reflejo de Hering-Breuer durante el ejercicio en seres humanos es objeto de discusión. El propósito del presente trabajo ha sido estudiar la respuesta del patrón respiratorio durante un esfuerzo incremental en cicloergómetro para comprobar, de forma indirecta, mediante el análisis de la relación volumen corriente-tiempo inspiratorio (VT/tI), la participación del reflejo de Hering-Breuer en el control de la respiración.Sujetos y métodosHan participado en el estudio 9 sujetos activos que han llevado a cabo un protocolo incremental en cicloergómetro hasta alcanzar criterios máximos. Se ha comprobado que la relación VT/tI durante el ejercicio pre-senta 2 fases con un punto de ruptura, denominado punto de ruptura Hering-Breuer (PHB): fase I, donde el incremen-to de la ventilación se produce a expensas del aumento del Vt con ligero descenso del tI, y fase II, durante la cual el incremento ventilatorio se produce tanto por el aumento del Vtcomo por el descenso del tI.ResultadosEn el estudio, el PHB se alcanzaba a un valor medio (± desviación estándar) del 84,6 ± 6,3% respecto al máximo valor de VT (3.065 ± 566,8 ml) y de un 48 ± 7,2% respecto al valor de la capacidad vital forzada medida en la espirometría de reposo. El PHB se relacionó de forma positiva (r = 0,93) con el umbral ventilatorio 2 o umbral de compensación respiratoria.ConclusionesExiste relación directa entre el PHB y VT/tI. El PHB se relaciona con el umbral ventilatorio 2, de manera que intervendría en el control del patrón ventilatorio durante el ejercicio. La entrada en funcionamiento del reflejo podría contribuir informando a los centros respiratorios para llevar a cabo el cambio de patrón ventilatorio.