Circuito de Fuerza en mujeres sedentarias: composición corporal, sistema inmunológico y morfología cardiovascular

El estilo de vida sedentario predispone a los adultos a una pérdida gradual de masa magra corporal con una reducción en el metabolismo basal. Si esta situación es emparejada con una dieta hipercalórica, una ganancia de masa grasa puede ocurrir (Hill y Melanson, 1999). Un aumento en la masa grasa corporal está asociado con problemas de salud, como la obesidad y otras enfermedades degenerativas crónicas, y con un aumento en la tasa de mortalidad general (ver figura 1)(Layman y cols. 2005).

Figura 1. El ejercicio físico puede provocar beneficios al corazón, composición corporal, y beneficios o daños sobre el sistema inmunológico.

Hay un interés creciente así, en estudiar protocolos de entrenamiento que sean eficaces en el control y mejora de la composición corporal. Entre éstos, la popularidad de protocolos de entrenamiento de la fuerza ha crecido inmensamente desde finales de los años 70s (Deschenes y Kraemer 2002). Esta modalidad del ejercicio normalmente estimula una tasa superior de síntesis de proteínas musculares, comparada con su degradación, produciendo la hipertrofia muscular. Adicionalmente, promoviendo un aumento en el tejido óseo y conectivo (es decir, aumentando la masa magra corporal) y una disminución en la masa grasa, induce un aumento en la fuerza, potencia, y resistencia del músculo que puede mejorar la calidad de vida (Bird y cols. 2005; Deschenes y Kraemer 2002; Kraemer y cols. 2002; Marx y cols. 2001; Haskell y cols. 2007).

Los datos en la literatura han mostrado una relación en la que las actividades físicas regulares con intensidad moderada pueden beneficiar la respuesta inmune y el efecto antiinflamatorio (Petersen y Pedersen 2005). En contraste, el ejercicio exhaustivo sin el reposo adecuado puede generar respuestas inflamatorias exacerbadas, similares a las observadas en situaciones como cirugía, trauma, infección, o sepsis (Moldoveanu y cols. 2001). Tales respuestas, aunque transitorias, pueden producir immunosupresión, causando a los individuos ponerse más vulnerables a infecciones oportunas, principalmente en el tracto de la vía aérea superior, como ocurre en el síndrome por sobreentrenamiento.

Las citocinas son proteínas solubles o glucoproteínas de peso molecular bajo que son producidas por y mediante la comunicación entre y dentro de células inmunes y no immunes, y órganos y sistemas orgánicos a lo largo del cuerpo (Moldoveanu y cols. 2001) (ver figura 2).

Figura 2. En la sepsis (A), la cascada de la citocina dentro de las primeras horas consiste en TNF-α, IL-1, IL-6, IL-1ra, TNF-R, e IL-10. La respuesta de la citocina al ejercitcio (B) no incluye el TNF-α e IL-1 pero muestra un marcado aumento en la IL-6, que es seguida por la IL-1ra, TNF-R, e IL-10. (Petersen 2005).

Cuando son producidas en las células musculares, ellas se llaman miocinas (Pedersen y Febbraio 2005). La respuesta local a una infección o la lesión del tejido involucra la producción de citocinas, que son liberadas en el sitio de inflamación. Estas citocinas facilitan una entrada de linfocitos, neutrofilos, monocitos, y otras células, y estas células participan en el aclaramiento del antígeno y la curación del tejido. Así, las citocinas están siendo utilizadas como indicadores celulares y sistémicos de respuestas inflamatorias y de reparación de lesión que pueden ser causados por el esfuerzo físico (Willoughby y cols. 2003). Recordemos también que la IL-6 tiene distintos efectos metabólicos (Ver figura 3). La hipertrofia muscular ocurre por un proceso de activación, proliferación y diferenciación de mioblastos y células satélite, que son estimuladas por la IL-6 y el TGF-α. Por lo tanto, el músculo debería sufrir un daño algo menor de su membrana, para que ocurra la inflamación y reparación, para que la hipertrofia ocurra. Así, la IL-6 estimula factores de crecimiento.

Figura 3. Las fibras musculares contráctiles producen y liberan la IL-6 que induce varios efectos metabólicos. La IL-6 induce lipólisis y oxidación de grasas y está envuelta en la homeostasis de la glucosa durante el ejercicio. En suma, la IL-6 tiene efectos antiinflamatorios fuertes y puede inhibir la resistencia a la insulina inducida por el TNF. sTNF-R, receptor soluble del TNF.

Sin embargo, la mayoría de los datos en la literatura que involucra a las citocinas inflamatorias derivó de protocolos aeróbicos agudos; unos pocos derivan del entrenamiento de la fuerza (Moldoveanu y cols. 2001). Entre los estudios disponibles, los investigadores han usado protocolos de ejercicio de fuerza como medio de inducir la inflamación, debido a los microtraumas, generados por la priorización de las fases excéntricas de los movimientos (Moldoveanu y cols. 2001).

Para tal fin, hay una investigación interesante de un grupo de científicos brasileros (F.C. Ferreira y colaboradores, 2009) que evaluaron si un protocolo de entrenamiento de fuerza en circuito de 10 semanas aumentaría la masa magra corporal, y reduciría la masa grasa corporal y el % de masa grasa corporal en mujeres adultas que eran sanas y previamente sedentarias, sin inducir respuestas inflamatorias, como es indicado por los niveles de citocina en suero. La hipótesis inicial fue que este protocolo alteraría la composición corporal sin cambios en los niveles de citocinas en suero.

De este estudio participaron 14 mujeres sanas, no fumadoras, pero sedentarias con las características que se observan en la Tabla.

La composición corporal se analizó por DXA (absorsiometría de rayos X de energía dual), los parámetros del corazón por EchocardioDoppler y, los niveles en suero de citocinas por citometría de flujo (IL-1; IL-6; IL-8; IL-10, IL-12p70 y TNF) en distintos puntos de tiempo durante el protocolo de entrenamiento. Para el análisis de los niveles de citocinas en suero, muestras de sangre fueron reunidas de la vena antecubital en 8 momentos: antes del entrenamiento; 5 min, 24h y 48h post- segunda sesión de entrenamiento; y 5min, 24h, 48h y 96h post- última sesión de entrenamiento.

El protocolo del entrenamiento

El circuito de ejercicios de fuerza consistió en 9 estaciones, completadas en el siguiente orden:

1. sentadilla en máquina Smith.

2. Tirón de polea alta, toma ancha al frente.

3. Press de banco con barra dirigida.

4. Press de piernas a 45º.

5. Remo a mancuerna a 1 brazo (empezando con el brazo no dominante).

6. Press con mancuernas en banco inclinado.

7. Curl de piernas.

8. Remo de pié con barra.

9. ‘Crunchs’ con cable desplegable.

Porque las mujeres no estaban acostumbradas al entrenamiento de la fuerza, la mayoría de los ejercicios fueron dirigidos con maquinaria, lo que promueve una seguridad mayor y estabilidad de las articulaciones que con cargas libres. Al principio de cada sesión de entrenamiento, las mujeres realizaron un precalentamiento estándar, consistiendo en 1 serie de 15 a 20 repeticiones con cargas livianas y sin fallo concéntrico en las estaciones 1, 2, 3, y 7.

El período de entrenamiento de 10 semanas consistió en 3 sesiones semanales (lunes, miércoles, y viernes). En cada sesión de entrenamiento, cada sujeto realizó 2 rondas en circuito, con cargas para 1 serie de 8 a 12 máximas repeticiones (MR) por estación. Se ajustaban las cargas para recibir el esfuerzo máximo del sujeto en la técnica de ejecución apropiada del movimiento hasta que el fallo concéntrico era alcanzado. Se llevaron a cabo intervalos de 1 minuto entre cada estación hasta el final de las 2 rondas.

Las mujeres completaban las repeticiones a una velocidad cómoda, con fases concéntricas y excéntricas de las primeras repeticiones durando aproximadamente 1.5 segundos cada una, y con un aumento en la duración en la fase concéntrica hasta el fallo concéntrico, debido a la fatiga gradual. Las cargas eran actualizadas, si era necesario, para mantener el número de repeticiones dentro del mismo rango de MR y mantener una sobrecarga progresiva para el máximo reclutamiento de las fibras musculares y, por consiguiente, hipertrofia de la fibra muscular (Kraemer y cols. 2002). El tiempo total de cada sesión de entrenamiento no excedió los 40 minutos.

El análisis de la sobrecarga de entrenamiento

La sobrecarga (overload, OL) de entrenamiento para cada estación del CRT fue usando el siguiente cálculo de ecuación:

OL = (nRM x L)_{ronda 1} + (nRM x L)_{ronda 2}

donde el nRM es que el número de RMs y L es la carga en kg.

Resultados del entrenamiento

Los resultados de los cambios en la composición corporal de dicho estudio de Ferrerira, se alistan en la siguiente Tabla.

Si analizamos los cambios que hubo en la composición corporal, vemos que a pesar de que las mujeres tenían un índice de masa corporal sano, ellas tenían altos porcentajes de masa grasa corporal promedio (37.10%). Esto demuestra que una proporción anormalmente grande de la masa corporal consiste en grasa, junto con un poco de masa magra corporal, probablemente debido a la inactividad física previa (recordar que eran sedentarias). Hubo un mantenimiento de la nutrición estándar.

Hubo un aumento en la masa del ventrículo izquierdo (139.57± 11.91 vs 145.93±17.68 g) con mantenimiento de la relación de masa del ventrículo izquierdo/masa magra corporal (3.95±0.64 vs 3.77±0.61 g/kg), así, la hipertrofia ventricular izquierda se acompañó del aumento de la masa magra corporal. Hubo un aumento en la proporción de la masa del ventrículo izquierdo/superficie corporal (84.91±7.56 vs 88.56±10.36 g/m²) y en la proporción masa del ventrículo izquierdo/peso corporal (2.44 ±0.33 vs 2.58±0.38 g/kg) con el mantenimiento de las variables volumen diastólico final de reposo, del volumen sistólico final de reposo y del volumen sistólico, indicando una mejora en la morfología ventricular izquierda. Como se observa en la tabla, hubo una reducción de la masa grasa corporal (21.91±8.15 vs 17.82±4.24 kg) y un mantenimiento del peso corporal (57.85±7.80 vs 56.96±6.28 kg), lo que mejora la composición corporal, y no hubo ninguna alteración de los niveles de citocinas en suero.

Si analizamos estos resultados, además de reducir el porcentaje de masa grasa en el cuerpo entero y en todos los segmentos del cuerpo evaluados, se recalca la importancia de reducir más de 1.5 kg de la masa grasa del tronco en sólo 10 semanas, porque la acumulación de grasa visceral en esta región está asociada con los desórdenes metabólicos como la resistencia a la insulina, independientemente del total de la masa grasa (Janssen y cols. 2002). El mantenimiento del contenido mineral óseo fue esperado debido a la menor plasticidad del tejido óseo que probablemente exige períodos de entrenamiento más largos para sufrir alteraciones significativas. Así, la ganancia significativa en la masa magra corporal fue principalmente debida a la hipertrofia del músculo y (o) el tejido conectivo, corroborando los resultados en revisiones que reconocen que se logran mejores resultados para la hipertrofia muscular en programas con cargas entre el 70% y el 85% de 1 MR (correspondiendo a 8–12 RMs), con 3 sesiones semanales para los principiantes, e intervalos entre las series de 1 a 2 min para una respuesta mejor de hormonas anabólicas (Deschenes y Kraemer 2002).

En este protocolo de circuito de fuerza, se recalcó el uso de ejercicios multi-articulares, que permitieron tanto el entrenamiento de más de 1 grupo muscular a un tiempo como también el uso de cargas más altas para mayores ganancias en la fuerza muscular (Kraemer y cols. 2002). Lo cual, estimula una tasa superior de síntesis de proteínas del músculo en vez de su degradación, promoviendo la hipertrofia muscular (Kraemer y cols. 2002), y, por lo tanto, contribuye a una mayor masa magra corporal observada en este estudio.

Otro factor que pudo haber contribuido a los cambios significativos en la composición corporal fue la condición sedentaria inicial de las mujeres, porque, en esta condición, los mecanismos adaptativos antes mencionados, se expresan más eficazmente, produciendo grandes ganancias al principio en la capacidad física de un entrenamiento.

Los protocolos del entrenamiento de la fuerza de alto volumen, el rendimiento de múltiples series y ejercicios múltiples en forma secuenciada para cada grupo muscular, es lo que se recomienda para el logro de una mejor hipertrofia muscular en general, mientras que en protocolos de circuito de fuerza que se han recomendado para la mejora respiratoria y cardiovascular usando intervalos cortos de pausa (15–30 segundos) y cargas más ligeras (40%–60% de 1 MR) permiten un número de repeticiones máximo superior y trabajo aeróbico (Kraemer y cols. 2002; Gotshalk y cols. 2004; Braith y Stewart 2006). Sin embargo, los resultados del estudio de Ferrerira y colaboradores, demuestran que el entrenamiento en circuito de bajo volumen también puede tener su variable aguda de entrenamiento orientado hacia la mejora de la composición corporal, con una mayor masa magra corporal (hipertrofia del músculo y (o) tejido conectivo), en un período de 10 semanas, al menos en mujeres que eran previamente sedentarias.

Ya que no hubo ningún cambio en las normas nutricionales (no hicieron dieta ni alteraron su ingesta calórica), las reducciones significativas en la masa grasa corporal y el porcentaje de pre-entrenamiento de la masa grasa corporal observados en este estudio podrían principalmente ser debidas al mayor gasto energético generado por el protocolo del entrenamiento durante las sesiones de entrenamiento, y a la mayor masa magra corporal observada, lo que genera un superior gasto energético en reposo para su mantenimiento diario. Estos datos corroboraron los resultados de revisiones llevadas a cabo por Pedersen y Saltin (2006), cuando ellos encontraron que el entrenamiento físico aumenta el gasto energético e induce la lipólisis, dado que el gasto energético no fue compensado por un aumento en la ingesta calórica.

Con respecto a las citocinas de la respuesta inflamatoria, se sabe que si la actividad física es de vigor suficiente como para inducir una respuesta inflamatoria, hay un aumento en los niveles en suero de las citocinas pro-inflamatorias TNF-α e IL-1b, y de la citocina sensible a la inflamación IL-6, después de un aumento regulatorio en el nivel en suero de la citocina antiinflamatoria IL-10 y de los inhibidores de la citocina pro-inflamatorias, como IL-1ra, sTNF-r1, y sTNF-r2 (Petersen y Pedersen 2005). Los niveles en suero de la quimiocina IL-8 también aumentan después del ejercicio extenuante, como en las carreras de maratón (Pedersen y Hoffman-Goetz 2000), puesto que sus funciones primarias son atraer los neutrófilos a los sitios de inflamación o infección y mediar su activación para comenzar el aclaramiento y reparación del tejido dañado (Moldoveanu y cols. 2001).

Así, el tipo de ejercicio, su intensidad, y su duración son los factores principales en el perfil de la respuesta de las citocinas pro-inflamatorias producida después del ejercicio (por ejemplo, la liberación de IL-1 parece ser más sensible a la intensidad del ejercicio, mientras que el TNF humano y la IL-6 son más sensibles a su duración) (Moldoveanu y cols. 2001). Por lo tanto, los ejercicios de fuerza con énfasis en la fase excéntrica, usando cargas altas, han mostrado cambios en el perfil de las citocinas a través de la generación de microlesiones (Moldoveanu y cols. 2001).

En contraste, el circuito de fuerza adoptado en este estudio de Ferreira permitió el mantenimiento de niveles bajos de citocina en suero, probablemente porque el protocolo apuntó a mejorar la composición corporal y a minimizar el potencial dañoso e inflamatorio del entrenamiento. Así, la secuencia de ejercicios (alternando agonistas del grupo muscular) y la frecuencia del circuito de fuerza (con un período de recuperación mínimo de 48 hs entre las sesiones), fueron llevadas a cabo para mantener un tiempo adecuado de recuperación física y de adaptación de las mujeres, y por consiguiente, para impedir el desarrollo de inflamación crónica asociado con el entrenamiento excesivo, y pausa y recuperación insuficientes, como ocurre en atletas con síndrome de sobreentrenamiento (Smith 004).

Es más, el bajo volumen de entrenamiento (4 series) para cualquier grupo muscular particular, con una duración total de 2 rondas en circuito que no excedió los 40 minutos, se llevó a cabo porque el volumen y la duración del entrenamiento positivamente influencia cantidades crecientes de citocinas en suero, incluyendo IL-6, que alcanzó su nivel en suero máximo al final del ejercicio o brevemente después de éste (Fischer 2006), pero que, en esta investigación de Ferreira, no presentó alteraciones en los 5 minutos después de las sesiones de entrenamiento. Las cargas correspondientes a 8–12 RMs (70%–85% de 1 MR) fueron adoptadas para maximizar la hipertrofia muscular, en lugar de cargas supramáximas y predominio de la fase excéntrica del movimiento, que se relacionan a las lesiones y cambios en los niveles de citocinas (Willoughby y cols. 2003).

El mantenimiento de los niveles de citocina en suero en el período de descanso de pre-entrenamiento después de la segunda sesión de entrenamiento (5 min, 24 hs, y 48 hs de recuperación), y también en el período de post-entrenamiento después de la última sesión de entrenamiento (los mismos puntos de tiempo), demuestra que estas sesiones agudas no indujeron una respuesta inflamatoria. Estos resultados corroboran los datos encontrados por Brenner y cols. (1999) que mostraron ningún cambio en las concentraciones plasmáticas de IL-6, IL-10, o TNF-α en muestras recogidas inmediatamente, 3 hs, 24 hs, y 72 hs después de una sesión aguda de entrenamiento de la fuerza. Los resultados también están de acuerdo con aquellos de Simonson (2001), quién demostró que sesiones agudas de ejercicio de fuerza necesariamente no debilitan la función inmune.

Adicionalmente, el mantenimiento de los niveles de citocina en suero entre las muestras de reposo de pre- y post-entrenamiento y entre las muestras respectivas después de la segunda y última sesiones de entrenamiento en el estudio de Ferreira, demuestran que 10 semanas de un protocolo de circuito de fuerza no indujeron una respuesta inflamatoria exacerbada o de immunosupresión, que sí ocurren en los ejercicios exhaustivos y en el síndrome de sobreentrenamiento.

Conclusiones

El protocolo de circuito de fuerza examinado aquí no provocó una respuesta inflamatoria indicada por los niveles en suero de citocinas, pero mejoró la composición corporal de las mujeres aumentando la masa magra corporal (hipertrofia del músculo y (o) del tejido conectivo) y reduciendo la masa grasa corporal. Es decir, es posible que la adaptación muscular ocurra en respuesta al entrenamiento físico sin la inflamación del músculo.

La ausencia de un grupo adicional para la comparación de estos resultados es una limitación que tuvo este estudio; sin embargo, esta investigación de Ferreira contribuye al área del entrenamiento de la fuerza, demostrando que es posible mejorar la composición corporal de mujeres adultas sanas, sedentarias, en un corto período de tiempo (10 semanas) sin inducir respuestas inflamatorias, como es evidenciado por los niveles de citocinas en suero, aún en ausencia de períodos previos de adaptación al entrenamiento usando cargas más ligeras.

Quizás, en el futuro, una posible extensión de esta investigación podría ser el estudio de un circuito de fuerza como una alternativa viable para mejorar la composición corporal de individuos con cualquier grado de enfermedad inflamatoria crónica, como el reuma, obesidad, diabetes, o cardiopatía.

Este blog es una serie que publicaremos concluyendo con una webinar con esta temática sobre el entrenamiento de la fuerza en las mujeres y su incidencia en aspectos de su salud y fitness .

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