Efecto del Protocolo de Ejercicio (“Entrada en Calor”) sobre la Recuperación de la Frecuencia Cardiaca Post-ejercicio

La demora en la recuperación de la frecuencia cardíaca (HRR) luego de los ejercicios indica un pronóstico negativo, pero los efectos que producen los diferentes protocolos de ejercicios sobre dicha demora todavía no están claros. Por consiguiente, este estudio fue diseñado para probar la hipótesis que sostiene que la HRR podría variar, dependiendo del protocolo utilizado para realizar el ejercicio de máxima intensidad. Dieciséis voluntarios saludables realizaron ejercicios hasta el agotamiento utilizando 2 protocolos completamente diferentes. El protocolo WmUp contempló un aumento gradual y progresivo en la velocidad y en la pendiente de la cinta rodante, mientras que el protocolo Sdn consistió en un ejercicio de alta intensidad de inicio repentino. El protocolo WmUp produjo una frecuencia cardíaca máxima mayor (178±6 lat.min^-1) que el protocolo Sdn (170±6, p<0,001). La HRR determinada en el min 1 no fue significativamente diferente de la observada luego del WmUp (- 41±14 vs. - 44±15 lat.min^-1, p=0,07). Sin embargo, cuando se expresó en forma de cambio porcentual con respecto a la HR máxima (36±10 vs. 42±12%, p=0,002), sí se observaron diferencias significativas. Durante los dos minutos posteriores al ejercicio no se observaron diferencias en HRR (cambio absoluto o porcentual). Estos resultados demuestran que el protocolo de ejercicio puede afectar la frecuencia cardíaca máxima que se alcanza, pero el efecto subsecuente sobre la HRR es demasiado pequeño para ser clínicamente relevante.

INTRODUCCION

En la actualidad está ampliamente reconocido que la demora en el restablecimiento de la frecuencia cardíaca (HRR) luego de realizar ejercicio predice un pronóstico negativo. Esto incluye riesgo de muerte súbita así como también otras causas de mortalidad (1). Este riesgo puede ser demostrado en individuos asintomáticos (1-5), ancianos, (6) pacientes derivados para evaluaciones de ejercicio (7-10), y pacientes con enfermedad de las arterias coronarias (11-13), diabetes mellitus (14), insuficiencia cardíaca congestiva (15), y luego de infarto de miocardio (16).

También se ha usado para predecir la cardiopatía isquémica subsecuente (17), isquemias cardíacas o accidentes cerebrovasculares (18), y puede mejorar con el acondicionamiento físico (19, 20). Sin embargo no hay ningún protocolo de ejercicio universalmente aceptado para medir la HRR, y no se dispone de datos que reflejen los efectos que tienen las variaciones en el protocolo de ejercicio sobre la HRR. Por consiguiente este estudio fue diseñado para determinar si la demora en la recuperación de la frecuencia cardíaca (HRR) es influenciada por el tipo de protocolo utilizado en el test de ejercicio. Esto fue llevado a cabo comparando la HRR luego de dos protocolos de ejercicio muy diferentes; uno de los cuales incluyó un período de calentamiento mientras que el otro no lo hizo.

METODOS

Sujetos

Este estudio fue aprobado por el Subcomité de Estudios con Seres Humanos del Centro Médico de Minneapolis, conforme a las recomendaciones de HIPPA, y de la Declaración de Helsinki. Los 16 voluntarios saludables (5 mujeres y 11 hombres) de edades comprendidas entre los 21 y 59 años (media= 39) dieron su consentimiento informado.

Procedimientos

Todos los sujetos realizaron los ejercicios siguiendo dos protocolos diferentes. El primero incluyó un calentamiento (WmUp) empezando con una intensidad de ejercicio muy baja. El segundo protocolo fue aumentando la intensidad gradualmente hasta que los sujetos se agotaran. La cinta rodante comenzó con una inclinación de 0% y a 1 mph (1,609 km.h^-1), y luego la inclinación fue aumentando a cada minuto 1% y la velocidad 0,3 mph alternando con 0,2 mph (lo que daba como resultado un incremento de 1 mph cada 4 min). El ejercicio se repitió luego de 3 días como mínimo, siguiendo un protocolo de ejercicio que consistía en ejercicio repentino de alta intensidad (Sdn). La cinta rodante fue fijada en la intensidad de trabajo máxima alcanzada durante el primer esfuerzo, y continuó en esa intensidad hasta alcanzar el agotamiento. Debido a que el protocolo de WmUp siempre fue realizado en primer lugar, se minimizaron los efectos del entrenamiento, limitando el estudio a aquéllos voluntarios que realizaban ejercicio regularmente y tenían experiencia en el uso de la cinta rodante.

Los sujetos se sentaron inmediatamente al finalizar el ejercicio (sin período de “recuperación”). Se registró continuamente el ECG. La frecuencia cardíaca (HR) fue calculada a partir de intervalos sucesivos de R-R excluyendo los latidos prematuros. La HR máxima fue calculada como el promedio de 6 latidos justo antes de finalizar del ejercicio. La frecuencia cardíaca durante la recuperación se tomó como la HR que correspondió al tiempo en cuestión (1 o 2 min post-ejercicio) promediado con los 2 latidos previos y los dos latidos subsecuentes. La HRR fue determinada en los minutos 1 y 2 post-ejercicio a medida que la HR disminuía desde el valor máximo, y el cambio porcentual en la HR fue calculado utilizando el valor de HR en reposo, pre-ejercicio, como valor inicial (línea de base).

Análisis Estadísticos

Los valores pre- y post-ejercicio fueron comparados mediante el test-t de Student para muestras pareadas.

Los resultados se presentan como media±DS, y las diferencias fueron consideradas estadísticamente significativas cuando p<0,05. Asumiendo que una diferencia de 5 lat.min^-1 es fisiológicamente significativa, entonces un n=16 proporcionaría la potencia necesaria (>95%) para detectar dicha diferencia suponiendo que la desviación estándar de las diferencias es igual a 5 lat.min^-1, con alfa p=0,05.

RESULTADOS

En la Figura 1 se presentan los resultados sintetizados de las respuestas frente a los 2 protocolos de ejercicio. Con el protocolo WmUp, los sujetos alcanzaron HR máximas, en promedio 9,0±5,4 lat.min^-1 más altas (intervalo 1 a 21, p <0,001). Así, luego del protocolo WmUp, la recuperación comenzó a partir de una HR más alta que la observada al final del protocolo Sdn.

Figura 1. Respuesta de la frecuencia cardiaca frente al protocolo con calentamiento (WmUp) comparada con la del protocolo repentino (Sdn) Los datos se expresan como media±DS.

Las respuestas individuales de la variación de la HR con respecto a la HR máxima luego del ejercicio (post-ejercicio) se presentan en la Figura 2. Luego del WmUp la HRR casi se había alcanzado por completo en el minuto 1 post-ejercicio. Esta diferencia no fue estadísticamente significativa (p=0,07). Sin embargo, cuando los datos se expresan como porcentaje de recuperación al min 1 luego del ejercicio, la diferencia entre los dos protocolos (WmUp y Sdn) se vuelve estadísticamente significativa (p=0,002), pero la magnitud de esta diferencia es pequeña (6,0±6,5%). A los 2 minutos post-ejercicio, no se encontraron diferencias entre los protocolos en la recuperación de la HR (0,6±10,8 lat.min^-1, p=0,84) cuando la misma se expresó en términos absolutos, mientras que cuando se expresó en términos porcentuales la diferencia en la recuperación fue significativa (5,4±10,0%; p=0,05).

Figura 2. Recuperación de la frecuencia cardíaca (expresada como cambio con respecto a la frecuencia cardíaca máxima) para cada individuo en los minutos 1 y 2 post-ejercicio en los dos protocolos de ejercicio. Protocolo con entrada en calor (WmUp) y protocolo de inicio repentino sin entrada en calor (Sdn).

DISCUSION

Control Autónomo de la Frecuencia Cardíaca Durante el Ejercicio

Generalmente se acepta, que la frecuencia cardíaca aumenta al comienzo del ejercicio, principalmente debido a la inhibición parasimpática (21, 22). A medida que el ejercicio progresa hacia intensidades más altas, predomina la activación simpática, que es una de las principales responsables de que se alcance la frecuencia cardíaca máxima en el ejercicio de intensidad máxima (23, 24). Así, la dinámica del sistema nervioso autónomo con el ejercicio puede variar significativamente dependiendo de cómo se inicie y cómo progrese el ejercicio. En consecuencia, podrían verse afectadas la capacidad de ejercicio a máxima intensidad y la subsecuente recuperación. De hecho, se considera que establecer un período de "entrada en calor" es preferible a comenzar repentinamente un gran esfuerzo físico, y la entrada en calor ya forma parte de la rutina de deportes competitivos y de programas de ejercicios recreacionales (25, 26).

Durante la Recuperación

El papel relativo de reactivación parasimpática respecto de la inhibición simpática en la determinación de la recuperación de la HR luego del ejercicio se conoce con menos detalle. Si bien los dos sistemas están claramente involucrados, algunos autores sugieren que la reactivación parasimpática domina las fases tempranas de la recuperación del ejercicio (27, 28). Otros autores (29) destacan el papel de la inhibición simpática. En cualquiera de los dos casos, no se dispone de datos sobre las diferencias potenciales en la dinámica de la recuperación de la frecuencia cardíaca que se deben puntualmente a diferencias en la naturaleza del esfuerzo. La mayoría de los estudios realizados usaron ejercicio máximo limitado por síntomas, aunque también hay estudios que emplearon niveles submáximos (ref). Adicionalmente, algunos estudios (ref) incluyeron un período de “vuelta a la calma” con ejercicios de baja intensidad al final del ejercicio, mientras que otros realizaron inmediatamente un descanso, y los autores no siempre aclararon si el descanso fue realizado estando los sujetos sentados o acostados. Todos los estudios que se citan en la introducción, que utilizaron ejercicios en cinta rodante, observaron que el retraso en el HRR predecía un pronóstico negativo.

Efecto del Protocolo de Ejercicio (Entrada en Calor)

Durante mucho tiempo se ha sostenido que una adecuada entrada en calor refuerza el rendimiento físico y permite que se alcance la máxima producción de potencia (ref). Este estudio no intentó medir o comparar la cantidad de trabajo realizado o la capacidad aeróbica máxima. Sin embargo, no es sorprendente que los sujetos normales pudieran alcanzar una HR más alta con el protocolo WmUp que con el protocolo Sdn. Debido a que los sujetos alcanzaron una HR más alta en la condición WmUp, tampoco es sorprendente que el restablecimiento de la frecuencia cardíaca haya tomado una cantidad de tiempo ligeramente mayor con este protocolo. Las catecolaminas no fueron determinadas luego del ejercicio, pero es razonable especular que con el protocolo WmUp se alcanzó un nivel de norepinefrina más alto. De esta manera, sería necesaria una mayor cantidad de tiempo para degradar la norepinefrina, y la HR permanecería elevada durante un período de tiempo más largo. Esto sería consistente con el hecho de que la HR se recupera más rápidamente desde niveles de ejercicio más bajos dónde la activación del sistema simpático es menor en comparación con los niveles de ejercicio más altos.

La diferencia de 3 lat.min^-1 en el HRR, observada entre los protocolos en el minuto 1 post-ejercicio no fue estadísticamente significativa por un pequeño margen (p=0,07), pero fue estadísticamente significativa cuando los datos fueron analizados como cambio porcentual. Sin embargo, esta pequeña diferencia probablemente no tiene importancia fisiológica, aun cuando se produzca un error de tipo beta en el análisis de las variaciones en los valores absolutos. En la sección “métodos” de este estudio, se estimó que la desviación estándar era de 5 lat.min^-1. Con 16 sujetos incluidos en el estudio, la desviación estándar de las diferencias entre los 2 protocolos resulto ser 6,1 lat.min^-1. Esto todavía proporcionaría una potencia de 87% para detectar una diferencia significativa de 5 lat.min^-1 o mayor. Por lo tanto, es improbable que la inclusión de un mayor número de sujetos en la muestra de nuestro estudio altere las conclusiones.

Limitaciones del Estudio

Ninguno de los protocolos empleados en este estudio es utilizado normalmente en la mayoría de los laboratorios de ejercicio. Sin embargo, los protocolos fueron elegidos intencionalmente para representar el amplio espectro de aplicaciones que pueden realizarse en una cinta rodante, con la suposición que implica que si no se observan diferencias entre los protocolos tan diferentes uno del otro, probablemente tampoco se observarían diferencias entre otros protocolos con diferencias menores. De esta manera, los resultados podrían generalizarse a múltiples protocolos que utilizan ejercicios en cinta rodante. La generalización hacia a otros tipos de ejercicio, tales como ergómetros para brazos o bicicletas ergométricas, sería más aventurada.

La inclusión de pacientes con insuficiencia cardíaca u otras enfermedades con alteraciones en el sistema nervioso autónomo conocidas, no se encontraba dentro del alcance de este estudio. Dado que los pacientes con insuficiencia cardíaca tienen cinéticas de variación en el consumo de oxígeno anormales durante el comienzo del ejercicio (31), es posible que debido a la alteración que poseen en la fisiología del ejercicio o a los efectos de la medicación consumida para tratar la enfermedad, podrían volverse más sensibles a los cambios en el protocolo de ejercicio y a la HRR subsecuente.

Este estudio no planteó la discusión acerca de cual metodología utilizar para determinar la HRR. La curva de HR post-ejercicio fue construida utilizando la disminución exponencial (27, 29), pero esta metodología ha sido problemática (32). Nuevamente, en este estudio se utilizó la recuperación en los minutos 1 y 2 post-ejercicio, debido a su simplicidad y a su comprobada capacidad predictiva (1, 2, 4, 6-16).

Conclusiones

En síntesis, el protocolo de ejercicio puede influir en la HR máxima que se alcance y en la HRR subsiguiente. Sin embargo, a pesar de que las diferencias entre los protocolos utilizados en este estudio eran grandes, la magnitud del efecto sobre la HRR fue relativamente pequeña. Por lo tanto, las inferencias clínicas de los análisis de HRR deberían ser válidas utilizando la mayor parte de los protocolos que permitan que los sujetos alcancen sus límites cardiovasculares. La metodología preferida para obtener resultados simples, comparables y fáciles de reproducir de la HRR podría implicar utilizar ejercicios máximos en cinta rodante limitados por síntomas (utilizando el protocolo de laboratorio individual preferido), seguidos inmediatamente por un descanso post-ejercicio mientras los sujetos permanecen sentados.

Agradecimientos

Este estudio fue realizado con los aportes del Departamento de Asuntos de Veteranos de Estados Unidos.