Resumen
El acondicionamiento isquémico de extremidades remotas (RLIC) es un método clínicamente viable en el que episodios breves y subletales de isquemia protegen órganos o tejidos remotos de lesiones isquémicas posteriores. Una sola sesión de RLIC puede mejorar el rendimiento del ejercicio y aumentar la activación muscular. Por lo tanto, el propósito de este estudio fue evaluar los efectos de un protocolo breve de dos semanas de RLIC repetido combinado con entrenamiento de fuerza sobre la ganancia de fuerza y la adaptación neuronal en adultos jóvenes sanos. Los participantes de entre 18 y 40 años fueron asignados al azar para recibir RLIC más entrenamiento de fuerza (n = 15) o acondicionamiento simulado más entrenamiento de fuerza (n = 15). Los participantes recibieron RLIC o acondicionamiento simulado durante 8 visitas usando un manguito de presión arterial en el brazo dominante con 5 ciclos de 5 minutos cada uno alternando inflación y deflación. Visitas de 3 a 8 acondicionamiento emparejado con entrenamiento de fuerza de los extensores de la muñeca en el brazo no dominante (no condicionado) utilizando pautas estándar. Se compararon los cambios en una repetición máxima (1 RM) y la amplitud de la electromiografía (EMG) entre los grupos. Ambos grupos fueron entrenados con una carga de trabajo similar. Si bien ambos grupos ganaron fuerza con el tiempo (P = 0,001), el grupo RLIC tuvo mayores ganancias de fuerza (9,38 ± 1,01 libras) que el grupo simulado (6,3 ± 1,08 libras, P = 0,035). No hubo una interacción significativa entre el grupo y el tiempo en la amplitud del EMG (P = 0,231). El grupo RLIC tuvo mayores cambios porcentuales en 1 RM (43,8% frente a 26,1%, P = 0,003) y amplitudes de EMG (31,0% frente a 8,6%, P = 0,023) en comparación con el acondicionamiento simulado. RLIC es prometedor para mejorar la fuerza muscular en adultos jóvenes y mayores sanos, así como en poblaciones clínicas que podrían beneficiarse del entrenamiento de fuerza.
Introducción
El condicionamiento isquémico describe un fenómeno en el que un órgano expuesto a una isquemia subletal, local, controlada, de corta duración, estará protegido de una isquemia posterior (1–4). El condicionamiento isquémico remoto es otro enfoque más práctico en el que la isquemia y reperfusión transitorias aplicadas a un órgano o tejido remoto protegen otros órganos o tejidos de episodios adicionales de lesión letal por isquemia/reperfusión. Por ejemplo, la isquemia en la extremidad protege al cerebro de una lesión isquémica posterior (5–7). El condicionamiento isquémico puede administrarse antes (precondicionamiento), durante (percondicionamiento) o después (postcondicionamiento) del insulto isquémico (8). El acondicionamiento isquémico remoto de extremidades (RLIC) es una forma clínicamente factible de realizar acondicionamiento isquémico remoto en el que se administra isquemia y reperfusión breves y alternas con inflación y desinflación cíclicas de un manguito de presión arterial en el brazo o la pierna (9).
En 1986, se descubrió por primera vez que el condicionamiento isquémico protegía a los miocitos cardíacos de la isquemia.10–12). Desde entonces, varios estudios han encontrado que el condicionamiento isquémico también protege los músculos esqueléticos del infarto en modelos porcinos y roedores.13, 14). Estudios posteriores en humanos han demostrado que RLIC mejora el rendimiento del ejercicio en adultos jóvenes sanos (15–18). Específicamente, una sola sesión de series repetidas de 5 minutos de RLIC, no combinadas con ningún entrenamiento, aumenta la fuerza muscular (19), potencia de salida (20) y resistencia muscular (21, 22), retrasa la fatiga muscular (23), y mejora el tiempo de recuperación entre tareas que requieren la máxima generación de fuerza (24). En supervivientes de un accidente cerebrovascular, también en una sola sesión, se ha demostrado que RLIC aumenta la fuerza y la activación del músculo parético (25). En un paradigma similar aplicado durante dos semanas, RLIC mejoró la capacidad para caminar y disminuyó la fatiga neuromuscular, a pesar de no lograr aumentar la fuerza muscular (26).
Aunque los mecanismos específicos para mejorar el rendimiento del músculo esquelético no se comprenden completamente, los efectos beneficiosos del RLIC sobre los músculos esqueléticos que se producen como consecuencia de mecanismos humorales, neurales y metabólicos se aceptan generalmente.27). Específicamente, RLIC mejora la eficiencia metabólica al reducir el trifosfato de adenosina (ATP) y el agotamiento de glucógeno (13, 14, 28–30), aumentando el flujo sanguíneo al inducir vasodilatación (20, 31, 32), y la disminución de la producción de lactato (15, 18). RLIC también reduce la sensibilidad a las señales de fatiga (17), y aumenta el impulso neuronal y el reclutamiento de unidades motoras (33, 34).
Estos estudios abren la posibilidad de que RLIC, cuando se combina con el entrenamiento del músculo esquelético, pueda mejorar la ganancia de fuerza en humanos. Mejorar la fuerza muscular es importante para muchas poblaciones, como las que se encuentran en rehabilitación (35–37), inactividad prolongada (38, 39), enfermedades crónicas (40, 41), y envejecimiento (42). En resumen, si se pudiera aprovechar el RLIC para mejorar el entrenamiento de fuerza, muchas personas en todo el mundo se beneficiarían. Teniendo en cuenta los efectos beneficiosos del RLIC solo sobre el músculo esquelético, combinar el RLIC con el entrenamiento de fuerza merece una mayor investigación.
Por lo tanto, el propósito de este estudio fue determinar si RLIC podría mejorar un breve período de entrenamiento de fuerza muscular en adultos jóvenes sanos. Observamos que combinar RLIC con entrenamiento de fuerza es una técnica diferente a los paradigmas de ejercicio de restricción del flujo sanguíneo (BFR) popularizados por atletas de alto rendimiento (43–47). Estos últimos se caracterizan por limitar el flujo sanguíneo venoso al músculo que trabaja, pero no generan episodios isquémicos en el músculo (48–50). Los paradigmas de ejercicio BFR se dirigen al músculo que recibe la restricción de flujo, mientras que RLIC opera sistémicamente (22, 48). En este estudio de fase inicial se seleccionó un protocolo de entrenamiento de fuerza de alta intensidad y corta duración y, por lo tanto, no pretende ser una evaluación integral. Elegimos evaluar a adultos jóvenes sanos para determinar si se producen beneficios con una fisiología saludable antes de pasar a poblaciones específicas de pacientes con comorbilidades. Nuestra hipótesis fue que combinar RLIC con entrenamiento de fuerza mejoraría las ganancias de fuerza en comparación con el acondicionamiento simulado. Los resultados de este estudio se pueden utilizar para informar estudios futuros más definitivos de esta terapia combinatoria.
Materiales y métodos
Diseño de prueba
Este estudio fue un ensayo controlado aleatorio, prospectivo, simple ciego, de fase temprana con un diseño de medidas repetidas. El estudio fue aprobado por la Oficina de Protección de la Investigación Humana de la Universidad de Washington el 12/09/2017 y se realizó del 08/11/2017 al 18/12/2018. El juicio fue registrado en https://www.clinicaltrials.gov/ (NCT03512028). La definición de ensayo clínico y las reglas de registro cambiaron después de que se inició el estudio. En el momento del diseño, la financiación y el inicio, el estudio se consideró un experimento. Debido a los cambios en la definición de ensayos clínicos en los NIH, registramos el estudio como ensayo clínico después de inscribir a pocos participantes. Todos los ensayos relacionados para esta intervención están registrados en Clinicaltrials.gov.
El estudio incluyó diez visitas en total para evaluar los efectos combinados del acondicionamiento isquémico de extremidades remotas (RLIC) combinado con el entrenamiento de fuerza muscular en adultos jóvenes sanos. Todos los participantes dieron su consentimiento informado y recibieron una compensación por su tiempo y esfuerzo.
Participantes
Se reclutó a adultos jóvenes sanos a través de anuncios en la comunidad metropolitana de St. Louis. Los criterios de inclusión fueron tener entre 18 y 40 años y funciones cognitivo-motoras intactas para participar activamente en el estudio. Los criterios de exclusión fueron: (1) antecedentes de cualquier afección neurológica (es decir, accidente cerebrovascular, es decir, accidente cerebrovascular, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson), trastorno por déficit de atención, trastorno por déficit de atención e hiperactividad, depresión, trastorno bipolar, deterioro del equilibrio o trastorno vestibular; (2) antecedentes de depresión o trastorno bipolar; (3) lesión reciente en la muñeca, la mano o el antebrazo que afectaría su capacidad para levantar pesas; (4) cualquier lesión en una extremidad, tejido blando, ortopédica o vascular (es decir, enfermedad vascular periférica) que pueda contraindicar RLIC; (5) antecedentes de apnea del sueño que podrían confundir los efectos de RLIC (51, 52); (6) cualquier problema cognitivo, sensorial o de comunicación que pueda impedir la finalización del estudio; (7) ejercicio intensivo actual de levantamiento de pesas o entrenamiento a intervalos, que podría confundir los efectos de RLIC (53, 54); (8) abuso o dependencia de sustancias actual; (9) uso actual de medicamentos, como inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina, que podrían disminuir la excitabilidad del sistema nervioso (55); (10) participación en estudios RLIC previos; y (11) incapacidad o falta de voluntad para viajar para todas las visitas de estudio. Según el protocolo del estudio, los criterios de inclusión de agudeza visual de 20/50 con visión corregida y los criterios de exclusión de mareos por movimiento de moderados a graves fueron específicos de las pruebas cognitivas (tarea de conducción simulada). Dado que este estudio informa sólo medidas relacionadas con la fuerza, establecimos criterios de inclusión y exclusión específicos para las pruebas y el entrenamiento de la fuerza.
Figura 1 muestra el diagrama CONSORT, que describe el flujo de participantes a través del estudio. Se evaluó la elegibilidad de un total de 115 participantes y finalmente se aleatorizó a 34 participantes. Se asignó a diecinueve participantes para recibir RLIC y 15 para recibir acondicionamiento simulado. Según el diagrama CONSORT, se incluyeron 30 participantes en el análisis final (RLIC: n = 15; simulado: n = 15).
Los datos se recopilaron en el Laboratorio de Investigación de Neurorrehabilitación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis. El tamaño de la muestra se estimó en base a estudios previos sobre los efectos de RLIC en una tarea de inclinación motora (56, 57). Con base en el aprendizaje motor (cambio en la puntuación del equilibrio), se estimó que 20 participantes en cada grupo proporcionaron un 80% de poder para detectar una diferencia media de 3 segundos de cambio (postest-pretest) entre dos grupos de tratamiento (RLIC versus Sham) según un prueba t de dos muestras (nivel de significancia de 0,05). Se supone que las desviaciones estándar para las puntuaciones de cambio son de 2,5 segundos y 1,9 segundos para los grupos RLIC y simulado, respectivamente. Como no teníamos datos piloto sobre los efectos de RLIC sobre la fuerza, realizamos un análisis post hoc para detectar el poder del estudio para la medida de fuerza. 15 participantes de cada grupo proporcionaron un 82,6% de potencia según la medida de fuerza.
Procedimiento experimental
El procedimiento experimental se muestra en Higo 2. Hubo 10 visitas en total. Las visitas 1 a 3 se produjeron en días laborables consecutivos. Las visitas 4 a 8 se realizaron en días laborables alternos para permitir suficiente tiempo entre las visitas de fortalecimiento (58, 59). La visita 9 se produjo 1 día laborable después de la visita 8, y la visita 10 fue un seguimiento de 4 semanas. Durante la primera visita, los participantes proporcionaron detalles demográficos, incluida la altura y el peso, para calcular el índice de masa corporal (IMC) y su historial de salud y ejercicio. Después de la prueba previa, los participantes fueron asignados aleatoriamente al RLIC o al grupo simulado utilizando una lista de aleatorización generada por el estadístico del estudio. Los participantes estaban cegados a la asignación de grupos hasta la finalización de las 10 visitas del estudio.
Intervención.
Isquemia remota de extremidades y acondicionamiento simulado. Antes de comenzar el acondicionamiento, registramos la frecuencia cardíaca en reposo, la presión arterial y la saturación de oxígeno. El acondicionamiento se realizó mediante inflación y desinflación cíclica de un manguito de presión arterial en la extremidad superior dominante. Elegimos específicamente realizar acondicionamiento en la extremidad superior dominante (no en la extremidad sometida a entrenamiento de fuerza), porque el RLIC tiene efectos sistémicos (60, 61). El acondicionamiento para los grupos RLIC y acondicionamiento simulado se realizó en 5 ciclos de 5 minutos de inflado del manguito de presión arterial seguido de 5 minutos alternos de desinflado, lo que dio como resultado un tiempo total de acondicionamiento de 45 minutos (6, 25, 56, 62). De acuerdo con nuestros estudios anteriores, la presión de acondicionamiento en el grupo RLIC fue ≥ 20 mmHg por encima de la presión arterial sistólica en reposo de esa visita, ya que esta presión fue suficiente para inducir isquemia y demostró ser tan efectiva como la presión estándar de 200 mmHg, con menos efectos secundarios…
