Entrenar la fuerza y su influencia sobre el gasto energético durante actividades 'sin ejercicio'
Publicado 7 de marzo de 2016, 21:11
Los beneficios de la actividad física (AF) respecto al riesgo de enfermedad cardiovascular y metabólica así como la calidad total de vida están bien documentados a lo largo de la literatura científica. Pero dada la disminución en las demandas físicas en la vida diaria moderna (por ejemplo AF profesional, AF familiar) (Church y cols. 2011), el ejercicio se vuelve un componente en progresivamente importante como parte un estilo de vida activa, particularmente en los adultos jóvenes (Westerterp 2003). El gasto energético del ejercicio, sin embargo, no se añade simplemente al gasto energético diario total (TDEE, total daily energy expenditure) acumulado antes de una intervención de ejercicio. Distintos estudios han mostrado un cambio menor en el TDEE que lo que se podría esperar en base a los costos energéticos de programas específicos de ejercicio (Drenowatz 2015). Dada la duración generalmente corta de una sesión de ejercicio, el efecto del ejercicio sobre otros aspectos que contribuyen al TDEE, como la AF 'sin ejercicio', necesita ser considerado al evaluar los beneficios de un programa de ejercicio. La AF sin ejercicio refleja actividades de la vida diaria (por ej., actividades como ir al trabajo caminando, quehaceres familiares u hogareñas, etc.) así como actividades involuntarias como estar inquieto. Incluso se ha visto en sujetos previamente sedentarios, el gasto energético de actividad sin ejercicio era más grande que el gasto energético inducido por ejercicio (Westerterp y Plasqui 2004) y se han demostrado que las alteraciones en la AF sin ejercicio son un determinate crucial para la pérdida de peso exitosa en respuesta a una intervención del ejercicio. Además, muchos adultos que participan en intervenciones del ejercicio no pueden mantener sus hábitos de ejercicio más allá de un período de intervención de ejercicio estructurado y el efecto del ejercicio sobre la AF sin ejercicio podría tener implicaciones importantes para el mantenimiento de los cambios inducidos por ejercicio relacionados al riesgo de enfermedades crónicas.
La mayoría de los estudios de intervención basados en el ejercicio dan cuenta del ejercicio aeróbico, lo que puede ser debido al mayor gasto energético durante el ejercicio aeróbico comparado al ejercicio de fuerza (Strasser y Schobersberger 2011). El ejercicio aeróbico, sin embargo, ha sido asociado con una disminución en la AF sin ejercicio que minimiza el aumento inducido por ejercicio en el TDEE (Schutz y cols. 2014). La reducción en la AF sin ejercicio puede atribuirse a la fatiga inducida por el ejercicio que lleva a una persona a estar inactiva durante un tiempo cuando ellos normalmente se someterían en algún tipo de AF. Además, los participantes en un programa de ejercicio pueden sentir que ellos pueden descansar más durante el día mientras ellos se están sometiendo en un programa de ejercicio estructurado. Por consiguiente, en este caso, se ve afectada la sensación de fatiga que depende de los niveles de AF reales y la capacidad de someterse en varias actividades en cualquier momento determinado. Un aumento en la aptitud física, en respuesta al ejercicio, por lo tanto, puede afectar la AF positivamente durante el tiempo de no ejercicio (esto sería, la AF 'sin ejercicio'). Por ejemplo, el ejercicio de fuerza ha sido asociado con un aumento en la capacidad funcional y una mayor AF sin ejercicio (Ver figura, Hunteret col. 2000; Levinger y cols. 2007).
Resumen de los componentes del gasto energético total diario antes y durante las últimas 2 semanas de un programa de entrenamiento de la fuerza de 26 semanas. Los sujetos eran hombres y mujeres de 61 a 77 años de edad. EE, gasto energético. * Significtivamente diferente post-entrenamiento de pre-entrenamiento, P <0.05. Hunter GR, Wetzstein CJ, Fields DA, Brown A, Bamman MM (2000).
Estos estudios, sin embargo, miraron en ancianos o participantes un mayor riesgo para la enfermedad crónica y allí que son una investigación comparativa limitada en los efectos del ejercicio de fuerza sobre AF sin ejercicio en adultos jóvenes. Incluso para las investigaciones de intervenciones con ejercicio aeróbico sobre hasta qué punto dicho ejercicio lleva a un cambio compensatorio en el gasto energético sin ejercicio, se mantiene limitado, produciendo una falta de investigación sobre los efectos diferenciales del ejercicio aeróbico y el ejercicio de fuerza sobre la AF sin ejercicio. Recientemente un estudio analiza los beneficios del ejercicio aerobico y el ejercicio de fuerza sobre el gasto energético enlas actividades fisicas fuera del ejercicio estructurado, o sea, en las actividades cotidianas. Fue así, que científicos de la University of South Carolina (Clemens Drenowatz, George Grieve y Madison DeMello, 2015) en el mes de diciembre de 2015 presentaron dicho estudio, donde examinaron los efectos agudos y crónicos del ejercicio aeróbico y del ejercicio de fuerza sobre el TDEE y la AF sin ejercicio en hombres jóvenes, previamente sedentarios.
Nueve hombres (27.0±3.3 años, la muestra consistió en 5 hombres blancos y 4 hombres asiáticos) completaron dos programas de ejercicio de 16 semanas (3 sesiones por semana) de ejercicio aeróbico y ejercicio de fuerza separados por un mínimo de 6 semanas en orden aleatorio. Las sesiones del ejercicio aeróbico se llevaron a cabo en una cinta ergométrica y duraba 60 minutos, incluyendo un precalentamiento de 10 minutos y 5 minutos de vuelta a la calma. El precalentamiento consistió en una caminata a 3.5 mph a 0% de inclinación. Después del precalentamiento, los participantes se ejercitaron durante 45 minutos a una intensidad entre el 60 y 75% de su frecuencia cardíaca máxima que fue determinada vía un test graduado de ejercicio. La frecuencia cardíaca fue registrada continuamente a lo largo de la sesión del ejercicio vía telemetría (RS 400 Polar, Polar Electro Inc., NY). Cada 5–10 minutos, personal del laboratorio verificó que los participantes se estaban ejercitando a la intensidad apropiada y la velocidad de la cinta ergométrica y la inclinación eran ajustadas si era necesario. La vuelta a la calma consistió en caminata a un ritmo auto-seleccionado con 0% de inclinación. Las sesiones del ejercicio de fuerza consistieron con el mismo precalentamiento y vuelta a la calma como fue descrito para el ejercicio aeróbico. La rutina del ejercicio de fuerza consistía en 10 ejercicios en máquinas trabajando todo el cuerpo entero. Específicamente, los participantes completaron 3 series de 8–12 repeticiones de 5 ejercicios de tren superior (press de banco, tirón de polea alta, press de hombros, curls de bíceps, extensión de tríceps), 3 ejercicios de tren inferior (press de piernas, extensión de piernas, curl de piernas) y 2 ejercicios de 'core' (abdominales 'bolita', extensión de columna). La resistencia para los ejercicios individuales se aumentaba cuando los participantes completaban 3 series de 12 repeticiones en 2 días de ejercicio consecutivos para ajustar las adaptaciones en respuesta al entrenamiento. El tiempo total de ejercicio durante las sesiones del ejercicio de fuerza, incluyendo el precalentamiento y la vuelta a la calma, fue de 67±12 minutos. En cuanto al ejercicio aeróbico, la frecuencia cardíaca fue registrada durante cada sesión de ejercicio. El TDEE y el gasto energético a las distintas intensidades fueron medidos con el brazalete SenseWear Mini (SWA, Body-Media Inc., Pittsburgh, PA, USA) que fue usado durante un mínimo de 8 días antes de empezar cada programa de ejercicio así como durante la semana 1, semana 8 y semana 16 de cada programa de ejercicio.
A partir del uso del brazalete SenseWear (versión 8.0 profesional) se determinó el TDEE (kcal/día) así como el gasto energético durante las tareas sedentarias, excepto el sueño (sedentario <1.5 METs), durante la AF ligera (1.5 METs< AF ligera <3 METs), AF moderada (3 METs< AF Moderada <6 METs), y AF vigorosa (AF vigorosa >6 METs).
La altura (cm) y el peso corporal (kg) fueron medidos después un ayuno de 12 hs, en la línea de base (antes del comienzo de cada programa de ejercicio), durante semana 8 y al final de cada programa de ejercicio. La masa grasa y la masa magra fueron medidas antes y al final de cada programa de ejercicio vía absorsiometría de radiografía de energía dual (DXA; GE Healthcare Lunar model 8743, Waukesha, WI). Como consecuencia, también el porcentaje de grasa corporal fue calculado (masa grasa/peso corporal). Un test graduado de ejercicio en cinta ergométrica hasta el esfuerzo máximo fue realizado antes y en la realización de cada programa de ejercicio usando un protocolo de Bruce modificado, para determinar el VO2máx y VO2pico.
Los participantes completaron 99.1±1.6 y 98.5±2.0% de las sesiones de ejercicio aeróbico y ejercicio de fuerza, respectivamente. El tiempo utilizado promedio del brazalete SenseWear Mini fue de 23.0±0.7 hs/día en 1 semana durante los períodos de medición respectivos. La Tabla 1 muestra las características descriptivas en la línea de base y después de la realización de ambos programas de ejercicio. En base al BMI sólo un participante era de peso normal (BMI <25), 7 eran de peso anormal (25< BMI <30) y 1 era obeso (BMI > 30). El peso corporal y la composición corporal no cambiaron significativamente en respuesta al ejercicio aeróbico o al ejercicio de fuerza; sin producir ningún cambio a lo largo del período de observación de 9 meses. A nivel individual, el peso ha entre una pérdida de 2.6 kg y una ganancia de peso de 3.6 kg. El cambio en porcentaje de la grasa corporal ha ido desde una pérdida del 2.7% a una ganancia del 1.7%. Los participantes experimentaron un aumento significativo en el VO2pico (p <0.01). El VO2pico promedio aumentó con el programa de ejercicio aeróbico y el ejercicio de fuerza pero el aumento sólo fue significativo con el ejercicio aeróbico (3.2±1.4 ml/kg/min; p <0.01).
Tabla 1. Características de los sujetos.
El TDEE promedio antes de cualquier intervención era de 3061 ± 371 kcal/día con poca diferencia en el TDEE entre los participantes que empezaron con ejercicio de fuerza o ejercicio aeróbico. No hubo ninguna diferencia en el TDEE entre los días de la semana y el fin de semana en la línea de base (Tabla 2). Cualquier intervención del ejercicio (aeróbico o resistencia) produjo un aumento significativo en el TDEE en los días del ejercicio (p <0.01). La contribución promedio del ejercicio aeróbico y del ejercicio de fuerza al TDEE fue de 16.0±3.1 y 11.7±2.9%, respectivamente. El gasto energético del ejercicio más grande con el ejercicio aeróbico produjo un TDEE superior durante los días del ejercicio aeróbico comparado a los días del ejercicio de fuerza (p = 0.01); cuando el gasto energético del ejercicio fue excluido, el TDEE no difirió entre los días del ejercicio aeróbico y delejercicio de fuerza. El ejercicio de fuerza no tuvo un efecto agudo en el TDEE durante días de no ejercicio pero el TDEE aumentó durante el fin de semana con el ejercicio aeróbico desde la línea de base a la semana 1 (p = 0.026).
También se demostró una disminución significativa en el TDEE durante el período de ejercicio de 16 semanas con el ejercicio aeróbico en los días de ejercicio (TDEE ejercicio aeróbico = .126.6±109.2 kcal/d; p <0.01), aunque el gasto energético del ejercicio no cambió significativamente. Ningún cambio significativo ocurrió en el TDEE en los días de ejercicio con el ejercicio de fuerza. En los días de la semana de no ejercicio, el TDEE aumentó con el ejercicio de fuerza (TDEE ejercicio fuerza = 199.1±229.1 kcal/d; p = 0.03), mientras no hubo ningún cambio significativo en el TDEE en los días de no ejercicio con el ejercicio aeróbico. Hubo, sin embargo, una variabilidad individual grande en el cambio en el TDEE durante el ejercicio y los días de no ejercicio en respuesta a cualquier intervención del ejercicio (Fig. 2).
Fig. 2. Cambio Individual en el TDEE en base a modelos mixtos lineales durante 16 semanas de ejercicio aeróbico y ejercicio de fuerza durante días de ejercicio (a), días de la semana sin ejercicio (b) y fines de semana (c). Las barras rayadas empiezan con el ejercicio aeróbico, las barras sólidas empiezan con el ejercicio de fuerza.
El orden de realización del ejercicio no afectó la respuesta al ejercicio aeróbico. Los participantes que empiezan con el ejercicio aeróbico, sin embargo, demostraron un aumento en el TDEE por más tiempo con el ejercicio de fuerza, lo que puede atribuirse a los niveles más altos del fitness. El orden del ejercicio, sin embargo, no afectó la progresión del TDEE durante los fines de semana. El TDEE superior durante los días del ejercicio en la semana 1 comparada a la línea de base fue debido al gasto energético agregado del turno de ejercicio que también producía un gasto energético mayor en la AF de intensidad moderada a vigorosa (Figs. 2, 3). Cuando el gasto energético de ejercicio fue excluido, el gasto energético en la AF moderada a vigorosa, no difirió entre el ejercicio y los días de no ejercicio.
Fig. 3 Gasto energético en diferentes intensidades en la línea de base, en la semana 1 y en la semana 16 con el ejercicio aeróbico separadamente durante días de ejercicio, días de la semana sin ejercicio y fines de semana. MVPA: actividad física de intensidad moderada a vigorosa, Sed Excl Sueño: gasto energético sedentario excluyendo el sueño. * p <0.05, * * p <0.01.
Fig 4. Gasto energético en diferentes intensidades en la línea de base, en la semana 1 y en la semana 16 con el ejercicio de fuerza separadamente durante días de ejercicio, días de la semana sin ejercicio y fines de semana. MVPA: actividad física de intensidad moderada a vigorosa, Sed Excl Sueño: gasto energético sedentario excluyendo el sueño. * p <0.05, * * p <0.01.
La evidencia sobre los efectos del ejercicio sobre la AF sin ejercicio permanece inconclusa (Drenowatz 2015). Los resultados poco coherentes pueden ser en parte debidos a las diferencias en la población de estudio pero también podrían atribuirse a las diferencias en el régimen del ejercicio. El presente estudio muestra distintos resultados interesantes con respecto a la asociación de 2 regímenes de ejercicio diferentes con el TDEE y la AF. Además, estos resultados indican que el ejercicio aeróbico estimula un aumento en la AF durante los días de no ejercicio al comienzo de una intervención de ejercicio. El ejercicio de fuerza, por otro lado, fue asociado con una reducción en la AF en el corto plazo. En el largo plazo, el ejercicio de fuerza, sin embargo, parece estimular un nivel de AF superior durante los días de no ejercicio mientras ningún efecto se observó con el ejercicio aeróbico. Puede haber una reducción compensatoria de hecho, en la AF sin ejercicio en los días del ejercicio con el ejercicio aeróbico, lo que no se observó con el ejercicio de fuerza.
En el ejercicio de fuerza a largo plazo, sin embargo, fue asociado con un aumento en la AF sin ejercicio, lo cual fue atribuido a un aumento en la capacidad funcional. La naturaleza intermitente del ejercicio de fuerza también puede parecerse más con precisión a las actividades de la vida diaria, lo que podría llevar a los efectos positivos en la AF sin ejercicio más allá de aquellos atribuidos a una mayor fuerza muscular. Además, el menor gasto energético durante el ejercicio de fuerza puede inducir menos fatiga en los días de ejercicio, requiriendo menos tiempo para recuperarse, una vez que los participantes están acostumbrados a la rutina de ejercicio. Se ha argumentado además que las adaptaciones compensatorias en la AF sin ejercicio sólo ocurren cuando la ruptura en el balance de energía excede un cierto umbral (Rosenkilde y cols. 2012), y el gasto energético del ejercicio durante el ejercicio de fuerza puede ser insuficiente para lograr este umbral. El ejercicio de fuerza también ha sido asociado con un mayor consumo de energía después de un único turno de ejercicio comparado al ejercicio aeróbico (Cadieux y cols. 2014), lo cual minimizaría aún más la brecha de energía (es decir, la diferencia entre el gasto energético e ingesta calórica) y reduce el estímulo para una disminución en el gasto energético sin ejercicio para mantener el balance de energía.
Los resultados del presente estudio también indican que el alto fitness cardiorespiratorio está asociado con pequeñas adaptaciones compensatorias en respuesta al ejercicio. Esto se ha atribuido a una mayor tolerancia del ejercicio, lo que podría mitigar los efectos negativos del ejercicio sobre la AF sin ejercicio. Menos molestia durante el ejercicio y una recuperación más rápida post-ejercicio, puede contribuir aún más a una mayor AF sin ejercicio. Los niveles superiores del fitness también están asociados con un acoplamiento mejor del consumo energético y el gasto energético que facilita el mantenimiento del balance de energía. Es más, hay evidencia de un aumento en el consumo de energía en respuesta a intervenciones de ejercicio, las cuales se han usado para explicar la pérdida de peso más pequeña de lo esperado observado en la mayoría de las intervenciones de ejercicio.
Es decir, tenemos que aunque el ejercicio aeróbico produce un gasto energético superior durante el turno de ejercicio comparado al ejercicio de fuerza, los resultados del presente estudio recalcan los beneficios del ejercicio de fuerza en el largo plazo, debido al efecto positivo sobre la AF sin ejercicio. El ejercicio de fuerza ha sido también asociado con un aumento más pronunciado en la tasa metabólica de reposo comparada al ejercicio aeróbico (Greer y cols. 2015), lo cual contribuye aún más a un TDEE superior después de la realización de un programa de ejercicio de fuerza. Debe, sin embargo, ser considerado que el balance de energía se mantuvo en el presente estudio y los resultados pueden diferir cuando los participantes experimentan un balance de energía negativo con un cambio en la composición corporal. El presente estudio indica que una estimulación de la AF sin ejercicio con el ejercicio aeróbico en el corto plazo mientras que a largo plazo, los beneficios pueden ocurrir con el ejercicio de fuerza. Por consiguiente, Rangan y cols. (2011) demostraron un aumento más grande en la AF sin ejercicio con una combinación de ejercicio aeróbico y ejercicio de fuerza. Dado que la AF sin ejercicio es una contribuciónimportante a la variabilidad individual en el cambio en el peso y el fitness cardiorespiratorio (Hautala y cols. 2012) es crucial obtener mayor investigación sobre los efectos de un régimen de ejercicio diferente sobre la AF sin ejercicio para mejorar la comprensión del rol del ejercicio en la regulación del balance de energía.
Los estudios futuros, sin embargo, deben rastrear la motivación al ejercicio y la intensidad del ejercicio más estrechamente a lo largo del período de la intervención, ya que los participantes tendieron a trabajar en el extremo inferior de su respectiva intensidad del ejercicio hacia el final de la intervención, particularmente durante el ejercicio de fuerza. Este problema también puede dirigirse incluyendo medidas relacionada con la fuerza, como una valoración de la fuerza de aprensión y 1MR para los distintos ejercicios además de la valoración de la capacidad aeróbica.
Como vemos, hay una razón más para introducir ejercicios de fuerza con una finalidad en el aumento del gasto energético diario 'acumulativo' a largo plazo.
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