Fisiología Clínica del Ejercicio: ¿para cuando?

Cada año, insisto a mis alumnos de Fisioterapia de las ventajas que otorga estudiar fisiología del ejercicio para su futura profesión. Así, al trabajar con pacientes, este conocimiento permite utilizar mejor el ejercicio como coadyuvante del tratamiento en distintas enfermedades. Por ejemplo, insisto mucho en las posibilidades que otorga el entrenamiento excéntrico en pacientes limitados cardiopulmonarmente, permitiendo una mejora muy eficaz de la fuerza, capacidad funcional y calidad de vida de muchos de ellos. Desafortunadamente, para muchos (demasiados) fisioterapeutas y médicos rehabilitadores, la fisiología clínica del ejercicio es una especie de agujero negro, que a lo sumo vinculan al deporte. Y lo peor, es que muchas de las “mentes pensantes” que diseñan los planes de estudio de las carreras sanitarias siguen anclados en los ultrasonidos, la magnetoterapia y en el “furbol”. 

Calentamiento de músculos respiratorios y rendimiento

Ya hemos comentado varias veces la utilidad que el entrenamiento específico de los músculos respiratorios ha demostrado vinculado al rendimiento deportivo. Recientemente, se han publicado los resultados de un estudio (Cheng y col, 2013; Respir Physiol Neurobiol 8-mar) en el que los autores comprobaron si un calentamiento específico podría mejorar el rendimiento. Para ello utilizaron un protocolo que consistió en una carga submáxima en bicicleta (100 y 150 W) de 6 min, seguido de sprint de alta intensidad (6x10 s con 60 s de recuperación). Antes del ejercicio, un grupo de mujeres futbolistas realizaron “calentamiento específico de los músculos respiratorios” inspirando en contra de una resistencia del 40% de la presión inspiratoria máxima, mientras que otro grupo fue placebo, y otro control. Los resultados no mostraron diferencias de rendimiento en los sprint realizados, pero si observaron una menor desoxigenación de los músculos de las piernas durante el ejercicio en el grupo de mujeres que calentaron los músculos respiratorios. 

 Interesantes resultados, que abren un atractivo campo de estudio en la aplicabilidad del trabajo de los músculos respiratorios antes de un ejercicio de alta intensidad.

Rendimiento en resistencia aeróbica en octogenarios

Los atletas máster (>40 años) de todas las disciplinas deportivas se han multiplicado en las últimas décadas, alcanzado a veces rendimientos asombrosos. Un reciente estudio (Trappe y col, 2013; J Appl Physiol 114: 3-10) mostró que el VO₂max de atletas octogenarios de resistencia aeróbica duplica aproximadamente el que alcanzan las personas no entrenadas de la misma edad (38 vs 21 ml/kg/min).  Así, el record del mundo de maratón de categoría de 80 años lo tiene Ed Whitlock (80 años) en 3 h 15 min 54 s, con una velocidad media de carrera solo un 37% menor que el actual record del mundo absoluto (Patrick Makau, 26 años, 2 h 03 min 38 s). Como sabemos, el rendimiento en resistencia aeróbica se basa en tres pilares: 1) VO₂max; 2) transición aeróbica-anaeróbica; y 3) economía de carrera. Los estudios realizados hasta la fecha indican que ni la transición aeróbica-anaeróbica, ni la economía de carrera se ven significativamente afectados por la edad, por lo que es esencialmente el descenso del VO₂max con la edad lo que condiciona un menor rendimiento en resistencia aeróbica. En este sentido, Lepers y col, 2013, han realizado recientemente un análisis (J Appl Physiol 114: 829) señalando que en base a la anterior consideración, el VO₂max de Ed Whitlock debería ser un 37% menor que el de Patrick Makau (80 ml/kg/min), esto es, aproximadamente unos 50 ml/kg/min, pero como hemos señalado anteriormente es mucho menor (-52%). Así pues, esos pilares a los que nos hemos referido anteriormente como “no modificables”, esto es, la transición aeróbica anaeróbica y la economía de carrera, es posible que se comporten en edad avanzada de manera diferente a como lo habíamos pensado. Nuevos estudios con atletas de elite de edad muy avanzada nos aportarán más luz en los próximos años.

Entrenamiento de fuerza de alta intensidad en edad avanzada

En contra de tendencias de hace años, hoy cada vez está más asentada la idea del entrenamiento de potencia muscular y/o fuerza de alta intensidad en personas de edad avanzada para mejora de su capacidad funcional y calidad de vida. Recientemente se han publicado los resultados de un meta-análisis (Raymond y col, 2013; Arch Phys Med Rehabil 6- marzo) en el que se examinaron los efectos de distintas modalidades de entrenamiento de fuerza en personas de edad avanzada (>65 años). Los resultados mostraron que el entrenamiento de alta intensidad aumentó la fuerza de los miembros inferiores en mayor cuantía que los entrenamientos de baja y moderada intensidad. Sin embargo, al realizar volúmenes iguales de carga, independientemente de la intensidad, no hubo diferencias en las mejoras obtenidas. Las mejoras sobre la capacidad funcional y discapacidad fueron similares con las diferentes intensidades. No hubo correlación entre efectos adversos derivados del entrenamiento y la intensidad del mismo. En resumen, el entrenamiento de fuerza de alta intensidad provoca mejoras más significativas que otras modalidades de entrenamientos menos intensos, aunque el volumen de entrenamiento puede compensar esas mejoras. Por otra parte, no parece necesario aplicar un entrenamiento de alta intensidad para mejorar la capacidad funcional en mayores de edad.

Dado que conseguir volúmenes de entrenamiento de fuerza en edad avanzada es complicado, la opción de la alta intensidad se sitúa como opción preferente en esta población.  

Entrenamiento excéntrico en edad avanzada y enfermedad muscular

Desde hace tiempo se acumulan estudios que muestran los beneficios del entrenamiento excéntrico en poblaciones especiales (ej. edad avanzada) y en determinadas patologías (ej. enfermedad muscular tipo Duchenne). El entrenamiento excéntrico que se plantea en la mayoría de las investigaciones se basa en una alta intensidad, y sabemos que esa modalidad de entrenamiento se ha relacionado con daño muscular, lo que nos puede hacer dudar sobre la conveniencia de aplicar este tipo de ejercicio. Así, la prescripción (frecuencia, duración e intensidad) de esta modalidad de entrenamiento ha de basarse en un conocimiento profundo de las características fisiológicas y/o fisiopatológicas de la población a aplicar, para no transformar un hipotético beneficio en un perjuicio no deseado. El entrenamiento clínico es atractivo pero exige un alto grado de profesionalidad. 

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Entrenamiento combinado de fuerza y resistencia aeróbica en diabetes tipo 2

Junto con la dieta y la medicación, el ejercicio es uno de los pilares en los que se asienta el tratamiento de las personas que padecen diabetes tipo 2. El entrenamiento combinado de fuerza y resistencia aeróbica ha mostrado su efectividad en distintas patologías, entre las que se encuentran la diabetes tipo 2. Recientemente, se han publicado los resultados de un estudio (Grelier y col, 2013; J Sports Med Phys Fitness 53: 56-64) en el que se evaluaron los efectos de este tipo de entrenamiento en hombres y mujeres con diabetes tipo 2. Los pacientes realizaron un programa de entrenamiento combinado (fuerza + resistencia aeróbica) durante tres meses, con 2 sesiones a la semana de entrenamiento. Los resultados no mostraron cambios en VO₂max o masa corporal, pero si se observaron menores valores de frecuencia cardiaca y VO₂ en distintas cargas submáximas de ejercicio. Asimismo, la fuerza mejoró en los principales grupos musculares.

El entrenamiento de pacientes se basa en dos pilares fundamentales: 1) conocimiento de la enfermedad, así como de los efectos secundarios de los fármacos que se prescriben para su control; y 2) conocimiento de la fisiología del ejercicio, incluidos los conceptos fundamentales del proceso del entrenamiento. Solo así, seremos capaces de diseñar los programas de ejercicio más adecuados.

Carnosina: indicaciones en fisiología clínica del ejercicio

La suplementación con β-alanina con el fin de aumentar los niveles intramusculares de carnosina, ha sido y es de aplicación frecuente en el área de la fisiología del ejercicio, con el fin de mejorar el rendimiento. La carnosina, es un dipéptido cuyas características le caracterizan como un potente regulador del pH intracelular, y son numerosos los estudios que han avalado su potencial ergogénico en el deporte de competición. Recientemente, se están publicando resultados de investigaciones que muestran la potencialidad de la carnosina como ayuda terapéutica en distintas enfermedades, como diabetes, cáncer, enfermedades neurológicas o el propio envejecimiento. Una revisión publicada recientemente (Sale y col, 2013; Amino Acids 12-mar) muestra el emergente papel terapéutico de la carnosina en diferentes patologías.

Es tiempo para que algunas de las denominadas “ayudas ergogénicas” aplicadas en el deporte, tengan su transferencia en el área de la fisiología clínica del ejercicio.

Reactividad cerebrovascular y potencia aeróbica

Distintos estudios publicados en los últimos años han mostrado que el ejercicio es beneficioso para mantener la función cognitiva según envejecemos. Un mayor flujo cerebral y/o una adecuada reactividad cerebrovascular podrían explicar los efectos del ejercicio sobre la función cognitiva. Recientemente, se han publicado los resultados de un estudio (Barnes y col, 2013; J Appl Physiol 7-mar) en el que los autores valoraron la respuesta vasodilatadora a la hipercapnia de la arteria cerebral media en adultos sanos, evaluando al mismo tiempo la potencia aeróbica máxima (VO₂max). Participaron en el estudio jóvenes (26±6 años) y sujetos de edad avanzada (64±6 años). Los resultados mostraron que los jóvenes tuvieron una mayor reactividad cerebrovascular (velocidad media en la arteria cerebral media). No se observaron correlaciones entre la vasorreactividad cerebral y el VO₂max en el grupo total de sujetos (jóvenes + mayores), pero sin embargo en el grupo de mayores de edad si se observó una correlación significativa (p<0,05). En resumen, las respuestas vasodilatadoras cerebrales a la hipercapnia se asociaron con el VO₂max en adultos mayores de edad sanos. Estos resultados pueden explicar en parte la relación entre el ejercicio aeróbico y la función cognitiva en edad avanzada.

Nosotros recientemente publicamos resultados similares que relacionaban la realización de programas de actividad física aeróbica  con la vasorreactividad cerebral en edad avanzada.

(http://jlchicharro.blogspot.com.es/2012/09/actividad-fisica-y-vasorreactividad.html) 

Entrenamiento de fuerza en mujeres post-menopáusicas

El entrenamiento de fuerza no es muy popular entre mujeres de edad avanzada, pero sus beneficios son evidentes, superiores incluso a los derivados del entrenamiento aeróbico. Recientemente, investigadores brasileños han publicado los resultados de un estudio (Gerage y col, 2013; Int J Sports Med 4-mar) en el que investigaron los efectos del entrenamiento de fuerza (8 ejercicios, 2 series, 10-15 repeticiones, 3 sesiones/semana, 12 semanas)  sobre la presión arterial y la variabilidad de la frecuencia cardiaca en mujeres post-menopáusicas (65,5±5 años). Los resultados mostraron un aumento de la fuerza (+10-12%) y un descenso de la presión arterial sistólica (-5%). El entrenamiento no modificó los valores de la presión arterial diastólica, ni los índices asociados a la variabilidad de la frecuencia cardiaca.

Las limitadas mejoras en indicadores importantes de la salud, como son la presión arterial diastólica y la variabilidad de la frecuencia cardiaca, requieren más investigaciones en este grupo de edad, con entrenamientos combinados de fuerza y resistencia aeróbica. 

IL-6 y utilización de sustratos en ejercicio

Sabemos que el músculo en contracción libera interleuquina 6 (IL-6), y que entre los efectos fisiológicos descritos para la IL-6 de origen muscular (mioquina IL-6) está el aumento del consumo de glucosa en el músculo esquelético en reposo. Nuestra claro sin embargo, que la  IL-6 tenga efectos importantes sobre el consumo de glucosa en el músculo esquelético durante el ejercicio. Recientemente, se han publicado los resultados de un estudio (O’Neill y col, 2013; J Appl Physiol 28-feb) en el que los autores bloquearon la acción de la IL-6 en un grupo de ratones, estudiando la utilización de sustratos durante el ejercicio. La capacidad de ejercicio fue similar entre el grupo de IL-6 bloqueada y el grupo de ratones control. Todos los ratones corrieron al 70% de su velocidad máxima de carrera, no observado diferencias entre grupos en la utilización de sustratos, por lo que se sugiere que la IL-6 no parece jugar un papel relevante en la regulación de utilización de sustratos o consumo de glucosa por el músculo esquelético durante ejercicio de resistencia aeróbica de moderada intensidad. 

Fatiga y maratón

Cada año crece el número de corredores aficionados que se enfrentan a los 42,195 m de la carrera de maratón. La fisiología del maratón “aficionado” difiere significativamente de la que acontece en los corredores de elite; en los primeros, la primera causa de fatiga (disminución del ritmo de carrera) se centra en los músculos locomotores implicados en la carrera. Recientemente, un grupo de investigadores españoles han publicado los resultados de un estudio (Del Coso y col, 2013; PLoS One 27-feb) en el que estudiaron causas de fatiga durante una carrera de maratón en corredores aficionados. Los resultados mostraron que el descenso del ritmo de carrera (fatiga) se relacionó significativamente con marcadores de daño muscular, reforzando la idea anteriormente expuesta del músculo como eje principal de la fatiga asociada a la carrera de maratón en atletas aficionados. Esta fatiga puede estar asociada a factores mecánicos (contracciones excéntricas) o a metabólicos, pero en cualquier caso debe estar muy presente en los entrenadores de atletas aficionados corredores de maratón, para adecuar estructuras de entrenamiento que posibiliten minimizar esa fatiga muscular durante la carrera.

Rendimiento aeróbico en atletas máster

Los atletas máster de resistencia aeróbica presentan en general un perfil fisiológico que destaca por importantes adaptaciones en órganos y sistemas, que les lleva a un rendimiento mayor incluso que sujetos de menos edad cronológica. Sin embargo, e inevitablemente, su rendimiento disminuye con el paso de los años. Conocer los factores que determinan ese descenso del rendimiento, es interesante desde un punto de vista fisiológico. Los tres pilares fundamentales en los que se basa el rendimiento aeróbico, tanto en jóvenes como en máster, son: 1) el VO₂max; 2) la economía de gesto; y 3) el umbral anaeróbico. Entonces, es importante conocer el comportamiento deseos factores según avanza la edad en los atletas máster. Respecto a la economía del ejercicio, no se ve afectada de manera muy acusada, ya que la distribución de fibras musculares con el envejecimiento en atletas máster altamente entrenados, se mantiene. En relación al umbral anaeróbico (% VO₂max que puede ser sostenido por tiempo prolongado), los valores no parecen cambiar significativamente, como para justificar el descenso del rendimiento observado. Por tanto, el factor fisiológico más determinante en el descenso del rendimiento en atletas máster es el descenso del VO₂max con la edad, siendo el deterioro del gasto cardiaco el principal responsable de la caída del VO₂max, con una significativa menor contribución de la caída en la dif (A-V) O₂.

Así pues, y desde un punto de vista práctico, con el objeto de intentar frenar lo inevitable, es decir, el descenso del rendimiento con la edad en atletas máster, en los programas de estos atletas debería ponerse especial énfasis en las sesiones y tipos de entrenamiento que sabemos mejoran más el VO₂max, como por ejemplo, el interval training. 

Menos entrenamiento, igual adaptaciones en edad avanzada

Con frecuencia se recomienda en edad avanzada entrenamiento combinado fuerza y resistencia aeróbica, y con frecuencia también la estructura de estos programas se basan en posicionamientos generales que pueden y deben ser cuestionados. Uno de estos posicionamientos hace referencia a la frecuencia de entrenamiento en esta edad. Recientemente, se han publicado los resultados de un estudio (Hunter y col, 2013; Med Sci Sports Exerc 30-ene) en el que los autores valoraron los efectos fisiológicos de tres protocolos semanales (16 semanas) de entrenamiento combinado de fuerza y resistencia aeróbica en personas de entre 60 y 74 años: 1 día de aeróbico+1 día de fuerza (1+1); 2 días de aeróbico +2 días de fuerza (2+2); 3 días de aeróbico+3 días de fuerza (3+3). El ejercicio aeróbico consistió en 40 min al 80% FCmax, y el de fuerza, 2 series de 10 repeticiones al 80% 1RM, en 10 grupos musculares diferentes. Los resultados mostraron que todos los grupos aumentaron la masa libre de grasa, la fuerza muscular y la resistencia aeróbica, sin diferencias significativas entre grupos.

Este y otros estudios, cuestionan los posicionamientos oficiales sobre como estructurar los programas de entrenamiento en personas mayores de edad. Bajo mi punto de vista estos resultados son muy interesantes, si tenemos en cuenta que con el avance de la edad el ser humano, como todos los animales, tiende de forma fisiológica a disminuir su actividad física.

¿Existe realmente la "ventana anabólica" post-entrenamiento?

Varias investigaciones han estudiado si existe realmente una “ventana anabólica” en el periodo post-ejercicio con respecto a la síntesis de proteínas, pero a pesar de las recomendaciones muy generalizadas, la evidencia para esta práctica no está clara. Así, algunas investigaciones han observado, efectos similares entre la ingesta de aminoácidos 1 h ó 3 h post ejercicio, mayores efectos sobre la síntesis de proteínas musculares al ingerir antes del ejercicio una solución de hidratos de carbono (HdC)+aminoácidos, respecto a inmediatamente después, o de proteínas whey (20 g) antes o después del ejercicio. Además, la hipótesis de la “ventana anabólica” está formulada sobre la suposición de que el entrenamiento se realiza en estado de ayunas. Así, en caso de realizar entrenamiento de fuerza después de una noche de ayunas, si tendría sentido proveer de una inmediata intervención nutricional –idealmente proteínas + HdC- para proveer la síntesis de proteínas musculares y reducir la proteólisis, y por tanto cambiando de un estado catabólico a uno anabólico. 

Pero en la práctica, lo normal es que antes del entrenamiento se consuman nutrientes (1-2 h antes) en un intento de favorecer el rendimiento en el propio entrenamiento. En este sentido, Tipton y col demostraron que una pequeña dosis de aminoácidos esenciales (6 g) ingerida justo antes del entrenamiento, fue capaz de elevar los niveles hasta 2 horas después de finalizado el mismo. En este escenario, pautar la ingesta de proteínas justo después del entrenamiento con el fin de mitigar el catabolismo muscular parece redundante. Otros estudios han observado que los efectos anabólicos de una comida se extienden hasta las 4-6 h post-ingesta. Desde un punto de vista práctico, si el entrenamiento se inicia más de 3-4 h después de la ingesta de una comida, la clásica recomendación de consumir proteínas (25-30 g) tan pronto como sea posible una vez finalizado el entrenamiento, tiene sentido con el fin de revertir el estado catabólico, lo que favorecerá la recuperación y el crecimiento muscular. 

 Desde un punto de vista práctico, una dosis de proteínas de alta calidad (0,4-0,5 g/kg  30 g) antes o después del ejercicio puede ser válida como norma general; la ingesta adicional de HdC no parece aportar grandes ventajas, si la cantidad de proteínas es suficiente (Aragon y Schoendeld, 2013; J Int Soc Sports Nutr 29-ene).

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Entrenamiento bajo oclusión vascular y daño muscular

El entrenamiento de fuerza bajo restricción vascular del flujo sanguíneo estimula la hipertrofia debido a una mayor activación muscular, pero no hay muchos datos de posible daño muscular asociado. Recientemente, se han publicado los resultados de un estudio (Wilson y col, 2013; J Strength Cond Res 26-feb) en el que lo autores valoraron marcadores de daño muscular asociado al entrenamiento de fuerza bajo oclusión vascular. Los sujetos del estudio realizaron entrenamiento de fuerza con piernas (press, 30% 1RM) con oclusión vascular venosa, no arterial. Los resultados no mostraron alteraciones en los índices de daño muscular después de la sesión de entrenamiento.

En mi opinión aún son necesarias nuevas investigaciones que valoren a medio y largo plazo las adaptaciones musculares al entrenamiento de fuerza bajo oclusión vascular; los datos por ahora con interesantes, pero queda mucho por investigar sobre este emergente medio de entrenamiento. Hay que tener en cuenta que la oclusión vascular va a propiciar una mayor estimulación de metabolorreceptores, y con ello estimulación simpático-adrenal, con lo que probablemente el aumento de presión arterial sea mayor durante este tipo de entrenamiento, algo que habría que tener en cuenta en pacientes hipertensos, cardiacos o sanos con presiones arteriales en el límite alto de la normalidad. 

Recuperación de glucógeno post-ejercicio¿es tan urgente?

Uno de los principales objetivos nutricionales una vez finalizado el ejercicio es efectuar lo antes posible la recuperación de los depósitos de glucógeno, algo fundamental para el óptimo entrenamiento de fuerza, ya que el 80% de la producción de ATP durante ese tipo de entrenamiento deriva de la glucólisis.

Distintos estudios han mostrado una supercompensación de glucógeno cuando los hidratos de carbono se consumen inmediatamente después del ejercicio, de manera que retrasando unas 2 h la ingesta de HdC se atenúa la tasa de resíntesis de glucógeno hasta un 50%. Factores como el consumo de glucosa estimulado por la insulina después de una sesión de ejercicio, potenciado por la activación del GLUT4 durante la depleción de glucógeno, facilita la entrada de glucosa al interior celular. Además, el ejercicio incrementa la actividad de la glucógeno-sintasa –la principal enzima implicada en las reservas de glucógeno.

A pesar de unas bases teóricas firmes, el significado práctico de recuperar las reservas de glucógeno inmediatamente después del ejercicio es en muchos casos dudoso. Será muy importante en algunos deportes de resistencia aeróbica donde el intervalo entre actividades es menor de 8 h, o en aquellos casos en los que se realicen 2 sesiones diarias de entrenamiento que impliquen los mismos grupos musculares. Para el resto de actividades la urgencia en recuperar los niveles de glucógeno no es tan importante. Hay que tener en cuenta, por ejemplo, que una sesión de ejercicio de fuerza (6-9 series por grupo muscular) solo reduce las reservas de glucógeno muscular en un 36-39%, y si tenemos en cuenta que en la mayoría de los casos las sesiones de entrenamiento están separadas por al menos 24 h, este es un periodo de tiempo suficiente para volver a recuperar las reservas de glucógeno, sin tener que aplicar protocolos específicos de inmediatez post-esfuerzo.  

Efectos de correr varios maratones seguidos

Las carreras de maratón se han popularizado en todo el mundo, pero los atletas populares buscan nuevos retos, y con ello el aumento de las distancias (ultramaratón) o de la frecuencia de realización (carreras por etapas). Los efectos sobre la salud de las carreras de maratón han sido estudiados desde varias perspectivas, casi siempre a corto plazo, pero no hay muchos datos de las repercusiones sobre la salud de pruebas de larga distancia desarrolladas en etapas. Recientemente, se han publicado los resultados de un estudio (Karstoft y col,2013; J Strength Con Res 25-feb) en el que los autores estudiaron a 8 corredores experimentados que corrieron 7 maratones de forma continuada (1 por día). Se valoraron diferentes parámetros bioquímicos de la sangre y la composición corporal antes y 20-24 h después de la carrera. El tiempo final acumulado para las 7 maratones tuvo un rango entre 23:25:42 y 34:25:21 (h:m:s). Los resultados mostraron solo menores cambios en los marcadores de daño muscular esquelético, marcadores de daño hepático o marcadores inflamatorios. No se observaron otros cambios significativos. Se produjo un descenso de la resistencia a la insulina, y una mejora en el perfil lipídico al finalizar la carrera. También se observó un descenso de la grasa corporal y un aumento de la masa libre de grasa, sin cambios en el peso total. En resumen, siete maratones continuados no provocaron efectos negativos importantes sobre los marcadores de salud analizados, excepto algunos marcadores de “daño cardiaco” comunes como respuesta en pruebas de resistencia aeróbica y que habitualmente se encuadran en respuestas fisiológicas sin trascendencia clínica.

Falta por conocer datos fiables de los efectos de este tipo de actividades sobre la salud de los individuos a largo plazo; esos análisis son muy complicados de realizar en el ámbito del deporte aficionado, pero en mi opinión no hemos de descartar efectos negativos sobre la salud (osteoarticular, especialmente, pero quizás también renales o cardiacos) que a día de hoy no están definitivamente contrastados.