Adaptación miocárdica a Hi (R) T en hombres previamente no entrenados con un estudio de imágenes de RM cardíaca longitudinal aleatorias (adaptaciones físicas en el ensayo de resistencia y de fuerza, ensayo de empuje)

Resumen

Objetivo

Aunque los efectos musculoesqueléticos en el entrenamiento de resistencia están bien descritos, se sabe poco sobre la adaptación cardíaca estructural y funcional en sujetos anteriormente no entrenados. Evaluamos prospectivamente si el entrenamiento a corto plazo de alta intensidad (resistencia) (HI (R) T) induce cambios cardíacos morfológicos detectables en hombres previamente no entrenados en un estudio de resonancia magnética controlada aleatoria (MRI).

Materiales y métodos

80 hombres de mediana edad no entrenados fueron asignados aleatoriamente a un grupo T HI (R) (n = 40; 43.5 ± 5.9 años) o un grupo de control inactivo (n = 40; 42.0 ± 6.3 años). HI (R) T comprendió 22 semanas de entrenamiento centrándose en un protocolo de falla de un solo conjunto en 2–3 sesiones/semana, cada uno con 10-13 ejercicios que abordan los principales grupos musculares. Las repeticiones disminuyeron de 8–10 a 3–5 durante el período de estudio. Antes y después de HI (r) t, todos los sujetos se sometieron a un examen fisiológico y una resonancia magnética cardíaca (imágenes de cine, etiquetado).

Resultados

Volumen indexado izquierdo (LV) y ventricular derecho (RV) (VI: 76.8 ± 15.6 a 78.7 ± 14.8 ml/m2; RV: 77.0 ± 15.5 a 78.7 ± 15.1 ml/m2) y masa (LV: 55.5 ± 9.7 a 57.0 ± 8.8 g/m2; RV: 14.6 ± 3.0 a 15.0 ± 2.9 g/m2) aumentó significativamente con Hi (r) t (todos p <0.001). Los índices medios de remodelación de VI y RV del grupo T HI (R) no se alteraron con el entrenamiento (0.73 g/ml y 0.19g/ml, respectivamente (p = 0.96 y p = 0.87)), lo que indica una adaptación cardíaca equilibrada. LV indexado (48.4 ± 11.1 a 50.8 ± 11.0 ml/m2) y RV (48.5 ± 11.0 a 50.6 ± 10.7 ml/m2) El volumen de accidente cerebrovascular aumentó significativamente con HI (R) T (P <0.001). Las tasas de tensión y deformación del miocardio no cambiaron después del ejercicio de resistencia. El volumen auricular izquierdo al final de la sístola aumentó ligeramente después de HI (R) T (36.2 ± 7.9 a 37.0 ± 8.4 ml/m2p = 0.411), la relación con el volumen del VI-diastólico final al inicio y después del entrenamiento no se cambió (0.47 frente a 0.47, p = 0.79).

Conclusión

22 semanas de HI (R) T conducen a cambios fisiológicos medibles en las características y funciones morfológicas auriculares y ventriculares cardíacas en hombres previamente no entrenados.

Regresión de juicio

El juicio de empuje está registrado en los Institutos Nacionales de Salud de los EE. UU. (Clinicaltrials.gov), NCT01766791.

Introducción

El entrenamiento de resistencia (RT) es un método de acondicionamiento cada vez más popular para fines recreativos y en atletas competitivos. En 2011, alrededor del 24% de los adultos de mediana edad y mayores en los EE. UU. Realizaron actividades de entrenamiento de fuerza al menos dos veces por semana (1). Además de la recreación, la RT se usa cada vez más en la prevención y la rehabilitación (2).

Aunque los beneficios de RT en el músculo esquelético están bien establecidos (3), El efecto sobre la morfología y la función cardíaca sigue siendo equívoca. Basado en estudios predominantemente transversales de atletas de élite que usan ecocardiografía, se han postulado dos tipos de remodelación ventricular: hipertrofia cardíaca ‘concéntrica’ en respuesta al entrenamiento de resistencia debido a la carga de presión e hipertrofia ‘excéntrica’ en atletas entrenados en resistencia como resultado de la carga de volumen ((((47). En la remodelación concéntrica, la masa miocárdica y el grosor de la pared aumentan sin un cambio sustancial en el tamaño de la cavidad. La adaptación cardíaca excéntrica se caracteriza por la dilatación de la cavidad y el engrosamiento de la pared ventricular (8). Los datos de la resonancia magnética cardiovascular (MRI), que permiten la evaluación de cambios más pequeños en el volumen cardíaco y la masa del ventrículo derecho (VV) a la izquierda y el ventrículo derecho que otras modalidades de imagen, son limitados (9). Un estudio transversal de resonancia magnética cardiovascular por Fleck et al. (10) mostraron una adaptación miocárdica del VI concéntrico en RT, mientras que otros no lo hicieron (11,12). Hasta donde sabemos, no hay estudios longitudinales de resonancia magnética cardiovascular, especialmente en individuos previamente sedentarios, para evaluar la adaptación cardíaca específica en RT. Además, la mayoría de los estudios de resonancia magnéticos cardiovasculares anteriores se centraron solo en aspectos específicos de la adaptación cardíaca, por ejemplo, hipertrofia del VI sin evaluación de la RV (13). Además de una adaptación cardiovascular beneficiosa (14) Todavía existe una controversia si la RT de alta intensidad (HI (R) T) también puede inducir la remodelación estructural patológica del corazón (15). Es necesaria una evaluación integral de los cambios estructurales miocárdicos asociados con la RT para diferenciar los cambios fisiológicos de la maladapción cardíaca. Las adaptaciones físicas en el juicio no entrenado y el corazón (empuje) se diseñaron para abordar estos problemas.

Materiales y métodos

Diseño de prueba

Las adaptaciones físicas en el estudio no entrenado de fuerza y ​​corazón (empuje) se realizaron en la colaboración del Departamento de Radiología y el Instituto de Física Médica (IMP), Universidad de Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg (FAU), Alemania. El período de estudio fue de abril de 2012 a julio de 2013. Llevamos a cabo un ensayo de ejercicio controlado aleatorizado de 22 semanas con un diseño de grupo paralelo, centrándose en el efecto de los protocolos de ejercicio de resistencia de un solo conjunto de alta intensidad (HI (R) T) en parámetros cardíacos funcionales y morfológicos en medios de mediana edad (30-50 años de edad) no capacitados en comparación con los controles sedentarios. Los detalles de toda la prueba de empuje se han descrito antes (16).

El estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Facultad de Medicina de la Universidad Friedrich-Alexander-Inserción (FAU) de Erlangen-Nuremberg (Número de solicitud de ética 53_12 b) y se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los sujetos. Push cumplió con la declaración de Helsinki «Principios éticos para la investigación médica que involucra sujetos humanos». El estudio fue registrado en www.clinicaltrials.gov (NCT01766791).

Resultados

Resultado del estudio primario.

Los cambios de masa miocárdica (MM) según lo determinado por la resonancia magnética cardíaca desde el inicio hasta el final de la intervención después de 22 semanas de ejercicio.

Resultado del estudio secundario.

Cambios en el volumen diastólico final (EDV) según lo determinado por la resonancia magnética cardíaca desde el inicio hasta el final de la intervención después de 22 semanas de ejercicio.

Cambios de resultados de prueba después del comienzo del juicio

Originalmente, planeamos evaluar los efectos de la desaprobación en los cambios en la masa miocárdica y el volumen diastólico final inducido por 22 semanas de HI (R) T. Por lo tanto, tuvimos la intención de realizar exámenes de resonancia magnética cardíaca de seguimiento seis meses después del final del período de entrenamiento. Sin embargo, debido a que la mayoría de los participantes (n = 31) continuaron RT después del período de intervención, no se probó la reversibilidad de la adaptación miocárdica.

Población de estudio

Se determinó el tamaño de la muestra (G*Power, versión 3.1.3; 2009, Faul et al., Dusseldorf, Alemania) (17). Estimamos que un tamaño de muestra de 32 individuos en cada grupo tendría una potencia del 90% para detectar una diferencia entre grupos de 5 ± 3G en la masa miocárdica (MM) con α = 0.05. Suponiendo una tasa de abandono del 20%, nuestro objetivo era reclutar 40 sujetos por grupo.

Los miembros elegibles del estudio no fueron capacitados (es decir, ≤ 1 sesión de ejercicio de resistencia/semana; ≤ 2 sesiones de ejercicio total/semana durante los últimos 2 años) entre 30 y 50 años de edad. Inicialmente, dos mil hombres seleccionados al azar en el área de Erlangen (Alemania), de 30 a 50 años, fueron contactados utilizando el Registro de Ciudadanos del Municipio. De los que respondieron 138 hombres fueron evaluados por elegibilidad (Fig. 1). Todos los participantes completaron un cuestionario de historial médico y actividad física. Todos los sujetos negaron el uso de sustancias ilícitas y se sometieron a un examen físico, electrocardiografía de descanso de 12 derivaciones y exámenes ecocardiográficos. La hipertensión se definió como una presión arterial sistólica ≥ 140 mmHg, una presión arterial diastólica ≥ 90 mmHg, o el uso de medicamentos antihipertensivos. La diabetes mellitus prevalente se definió como glucosa en ayunas ≥ 126 mg/dL, hemoglobina A1C ≥ 6.5%, o el uso de medicamentos antidiabéticos. Después de las evaluaciones clínicas, los quince sujetos fueron excluidos del estudio debido a un nivel de condición física (resistencia) demasiado alto> 1 sesión/semana, n = 3), contraindicación a la resonancia magnética (n = 1), enfermedades/medicamentos que afectan el metabolismo muscular (n = 5), la evidencia de la enfermedad cardíaca/cardiovascular activa (n = 2), la predicción durante la intervención> 2 semanas (n. Índice de masa> 35 kg/m2n = 1). De los 123 hombres restantes, tres no estaban dispuestos a ser asignados aleatoriamente a un grupo y dejar el estudio. Las características físicas al inicio y el post-entrenamiento, el perfil de los factores de riesgo y la anamnesis del historial médico pasado se muestran en Tabla 1.

uña del pulgar
Fig. 1. Tarra de flujo del estudio de empuje: 138 voluntarios masculinos se inscribieron en este estudio.

Después de las evaluaciones clínicas, quince sujetos fueron excluidos del estudio debido a razones médicas. Tres sujetos rechazaron la asignación aleatoria a un grupo de estudio. Finalmente, 120 participantes fueron asignados aleatoriamente a un grupo de suplementos de proteínas HI (R) T- (N = 40), Control- (N = 40) y Hi (R) (n = 40). El último fue investigado por el Instituto Colaborativo y no recibió una resonancia magnética cardíaca (16). Todos los sujetos de HI (R) T y Group de control recibieron resonancia magnética cardíaca antes y después del período de intervención. IMC, índice de masa corporal; Hola (R) T, entrenamiento de alta intensidad (resistencia); e ITT, análisis de intención de tratar.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0189204.G001

uña del pulgar
Tabla 1. Características físicas basales y posteriores al entrenamiento del grupo HI (R) T y control.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0189204.t001

Procedimientos de aleatorización

Estratificadas para la edad (4 estratas de 5 años), 120 participantes fueron asignados aleatoriamente a tres brazos de estudio mediante una tasa de asignación uniforme (1: 1: 1): Hi (R) T- (n = 40), control- (n = 40) y Group Suplemento de proteínas T & HI (R) (n = 40) (Fig. 1). El último fue investigado por el Instituto Colaborativo y no recibió una resonancia magnética cardíaca (16). Para la asignación, los propios participantes dibujaron lotes en conchas de plástico opacos. Ni los participantes ni los investigadores conocían la asignación de antemano. Finalmente, el estado grupal de los sujetos del estudio fue enumerado y los participantes fueron asignados a los diferentes brazos de estudio por los principales investigadores.

Procedimiento de capacitación

Antes del período de entrenamiento real del grupo H (R) T había una prefasga que constaba de dos semanas de inicio y cuatro semanas de acondicionamiento (aplicando 1–2 sesiones/semana, 10 ejercicios, cada uno con dos conjuntos de 10-15 repeticiones). Los miembros del grupo T (R) T fueron entrenados durante 16 semanas con un protocolo de ejercicio de resistencia periódicamente periódico subdividido en fases de 4 semanas con cada 4th Semana como semana de descanso. El programa de ejercicios consistió en dos o tres sesiones supervisadas por semana que se dirigen a los principales grupos musculares en 10-13 ejercicios de un grupo de 17 ejercicios realizados en dispositivos de resistencia (Medx, Ocala, FL, EE. UU.). Utilizamos un protocolo de un solo set a failure con intensidad de ejercicio prescrita como una variedad de repeticiones (por ejemplo, 6-8) que tuvo que lograrse bajo la premisa de trabajo para la falla muscular momentánea. El número de repeticiones disminuyó constantemente de 8–10 a 3–5 repeticiones durante el período de entrenamiento. Los datos diarios se registraron sobre la duración y el tipo de actividades de capacitación realizadas durante todo el período de estudio. Durante todo el período de estudio, se solicitó al grupo de control que mantuviera su estilo de vida y actividad física. El programa de ejercicio detallado y el procedimiento se han descrito anteriormente (16).

Protocolo de resonancia magnética cardíaca

La resonancia magnética cardíaca al inicio (antes del entrenamiento introductorio) y la resonancia magnética posterior al entrenamiento se realizó en una unidad de 1.5-T (Magnetom Avanto, VB 17A; Siemens Healthcare, Erlangen, Alemania) utilizando una cine de receptores de matriz de matriz de matriz de lámina de seis canales. Imágenes de cine de eje largo y corto de cuatro, tres, y dos cámaras (Fig. 2) se adquirieron mediante el uso de secuencias de precesión libres equilibradas en estado estacionario con respiración con actividades electrocardiográficas retrospectivas con los siguientes parámetros de exploración: campo de visión, 215 a 265 × 300 a 340 mm2; espesor de la rebanada, 6 mm; intersección-brecha, 1,5 mm; Tiempo de repetición/eco, 41.25 a 50.7/1.12 a 1.38 ms; ángulo de volteo, 61 ° a 75 °; matriz, 105 a 156 × 192 a 256; …

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