Efectos del Entrenamiento de Fuerza de Alta Intensidad sobre los Patrones de Respuesta Hormonal en Hombres Jóvenes y Ancianos

INTRODUCCION

El envejecimiento normal está asociado con la reducción en la masa magra,
particularmente en la masa muscular (i.e., sarcopenia) con la subsecuente
disminución en la fuerza muscular y en las capacidades funcionales (18-20, 44,
60, 62). Con la edad, las concentraciones circulantes de hormonas anabólicas y
de factores de crecimiento [e.g., hormona del crecimiento (GH), testosterona y
factores de crecimiento de tipo insulínico (IGF)-I] también se reducen (i.e.,
somatopausia y andropausia) (4, 11, 16, 22, 33, 42, 46, 56, 61, 62). A lo largo
de los últimos 15 años, el entrenamiento de la fuerza ha constituido la
principal intervención utilizada para compensar los efectos del envejecimiento a
través de la minimización de la reducción de la fuerza, la masa magra y las
capacidades funcionales relacionadas con el envejecimiento (2, 14, 18, 20, 54).
Campbell y cols. (2) demostraron que el entrenamiento de la fuerza puede mejorar
positivamente la retención de nitrógeno y el metabolismo corporal total de
proteínas musculares en hombres ancianos. La mejora del turnover o recambio
proteico favorece el crecimiento del tejido muscular que esta bajo la regulación
homeostática interactiva del sistema endócrino (5, 6, 17, 31, 32, 50, 70). Los
cambios hormonales producidos por el entrenamiento de pesas pueden constituir un
estímulo importante para los hombres ancianos, contribuyendo a la prevención de
la sarcopenia, la perdida de fuerza y la perdida de las capacidades funcionales.
Sin embargo, los datos acerca de los efectos del entrenamiento de la fuerza
sobre los cambios en los patrones de respuesta hormonal en hombres ancianos son
limitados (5, 18, 54).

Se ha mostrado que, en hombres jóvenes, el entrenamiento de la fuerza de alta
intensidad constituye un potente estímulo para el incremento agudo de las
hormonas circulantes (5, 23, 24, 30, 36-38, 40, 41, 59). En contraste, en
hombres ancianos, el entrenamiento de la fuerza de alta intensidad, no ha
mostrado provocar una respuesta hormonal de igual magnitud (i.e., >60 años de
edad) (5, 23, 54, 59). La importancia del nivel de hormonas circulantes reside
en el hecho de que se piensa que las menores cantidades de hormonas anabólicas
circulantes influencian la reducción en la masa muscular relacionada al
envejecimiento y la capacidad de fuerza asociada, en la sexta década de vida (4,
17, 61, 62). Debido a que se ha observado que las alteraciones en las
concentraciones hormonales en hombres jóvenes se producen en la fase temprana
del entrenamiento (67), la cuestión que emerge es si en los hombres ancianos
pueden ocurrir mecanismos hormonales similares en la fase temprana de un
programa de entrenamiento de la fuerza. Dichos cambios, sin embargo, no han sido
frecuentemente observados (5, 18, 20, 54). Esto podría deberse al tipo de
programa de entrenamiento de la fuerza utilizado, ya que algunos protocolos no
parecen ser efectivos para estimular las respuestas hormonales debido a la baja
intensidad, la poca masa muscular involucrada y/o los largos períodos de reposo
entre las series y los ejercicios (16, 24, 34, 36, 38). Además solo algunos
pocos estudios han presentado datos del conjunto entero de hormonas anabólicas y
catabólicas y de las respuestas agudas y crónicas al ejercicio de sobrecarga y
al entrenamiento (23, 54).
Si un programa de entrenamiento de la fuerza apropiado (e.g., un programa
periodizado) puede aumentar los niveles de reposo y/o las respuestas inducidas
por el ejercicio, entonces el mismo podría de valor terapéutico para establecer
cambios endocrinos en hombres ancianos. El principal propósito de esta
investigación fue examinar el patrón de los cambios en las concentraciones
hormonales de reposo e inducidas por el ejercicio en hombres jóvenes y ancianos,
antes y después de un programa periodizado de entrenamiento de la fuerza
diseñado para incrementar la fuerza y el tamaño muscular.

METODOS

Sujetos

Ocho hombres jóvenes (30 años de edad [30Y]) y nueve hombres ancianos (62
años de edad [62Y]) fueron voluntarios para participar en esta investigación, la
cual fue aprobada por el Comité de Revisión Institucional para la Utilización de
Sujetos Humanos de la Universidad Estatal de Pennsylvania. Los riesgos y
beneficios del estudio fueron completamente explicados a todos los sujetos, y
subsiguientemente se obtuvo su consentimiento escrito. Previamente a su
inclusión en el estudio todos los sujetos fueron sometidos una revisión médica y
debían ser aprobados por el médico como saludables (i.e., libres de cualquier
problema ortopédico, endócrino o cualquier otro problema médico). Todos los
sujetos eran físicamente activos, pero no habían estado involucrados en
programas estructurados de entrenamiento de la fuerza. Se utilizaron
cuestionarios de actividad física los cuales revelaron que todos los sujetos
estaban involucrados en la práctica de deportes recreacionales y de jogging. Las
características de los sujetos antes del entrenamiento eran las siguientes: para
el grupo 30Y la edad media fue 29.8±5.3 años, la masa corporal fue de
90.0±12.8kg, la altura fue de 177.2±5.3cm y el porcentaje de grasa corporal fue
de 18.3±4.6%; para el grupo 62Y la edad media fue de 62±3.2 años, la masa
corporal fue de 84.3±13.4kg, la altura fue de 177.0±7.3cm y el porcentaje de
grasa corporal fue de 20.4±4.6%. De la información recolectada, se observó que
las características físicas y los antecedentes de actividad física de estos
sujetos eran esencialmente similares, siendo la edad la única diferencia
significativa entre los dos grupos (p≤0.05).

Composición Corporal

La composición corporal fue valorada mediante la medición de pliegues
cutáneos. Todas las mediciones antropométricas fueron obtenidas por el mismo
investigador en el lado derecho de los sujetos. Los espesores de los pliegues
cutáneos se obtuvieron con un calibre para pliegues cutáneos Harpenden (Country
Technology, Gays Mills, WI; 10g/mm de presión constante) y se midieron los
pliegues del pecho, axilar medial, abdominal, suprailíaco, subescapular,
tricipital y muslo siguiendo procedimientos previamente descriptos (45). Las
mediciones fueron repetidas hasta que se obtuvieran dos mediciones dentro de
1mm, utilizando la media de estas dos mediciones. Para estimar la densidad
corporal se utilizó una ecuación que utiliza los valores de los siete pliegues
cutáneos (29), y subsiguientemente se calculó el porcentaje de grasa corporal
utilizando la ecuación de Siri (66). No hubo diferencias significativas en el
porcentaje de grasa entre los grupos.

Área de Sección Transversal Muscular

El área de sección cruzada muscular del muslo (MCSA) de la pierna dominante
fue valorada antes y después del entrenamiento de la fuerza por medio de un imán
superconductor de 0.5-T (Picker International, Highland Heights, OH) de imágenes
de resonancia magnética (MRI) equipado con un programa MR6B. Las imágenes fueron
obtenidas por medio de la alteración del spin-lattice o tiempo de relajación
longitudinal (T1). Las imágenes T1 fueron obtenidas utilizando un tiempo de
repetición de 500ms, un tiempo de eco de 13ms, un radio de frecuencia de 90º, y
una potencia de absorción de 0.028W/kg.

La MCSA fue analizada a partir de las imágenes de MRI por medio de la técnica
de gradiente de eco, la cual permite la mayor delineación y distinción entre los
músculos. Una vez que el sujeto estaba posicionado dentro del imán, la pierna
dominante era apoyada por debajo de la rodilla para que estuviera paralela a la
camilla del MRI, y los pies eran sujetados con una correa para evitar la
rotación. Luego de esto se obtenía una imagen sagital del muslo. Sobre la imagen
sagital se colocó una cuadrícula de 15 secciones y se obtuvieron imágenes
transaxiales. Se obtuvieron 15 imágenes transaxiales del muslo de 1 cm de
espesor, equidistantes entre la base de la cabeza femoral y la mitad de la
articulación de la rodilla. Todas las imágenes MRI fueron entonces introducidas
en una computadora Macintosh para el cálculo de las MCSA individuales y totales
utilizando un programa modificado del Instituto Nacional de Salud (NIH). Para
calcular la MCSA, se utilizó la sección 8 (siendo la sección 1 la base de la
cabeza femoral). El área de sección transversal del tejido se obtuvo por medio
del programa NIH 1.55.20A para el análisis de imágenes a través de la
contabilización de pixeles. El mismo investigador realizó todas las mediciones
de áreas, y el coeficiente de correlación intraclase para la confiabilidad test-retest
fue r=0.99 (21).

Evaluación de una Repetición Máxima

La fuerza máxima fue valorada por medio del test de 1 repetición máxima (RM,
i.e., la mayor carga que pudiera ser levantada correctamente una vez) en
sentadilla solamente concéntrica a partir de un ángulo de la rodilla de 90º (37,
73) con la utilización de un dispositivo Sistema de Potencia Pliométrico (Norsearch,
Lismore, Australia). La entrada en calor consistió de una serie de 5-10
repeticiones al 40-60% del máximo estimado. Una vez realizada la entrada en
calor los sujetos descansaron por ~1min y realizaron algunos estiramientos
suaves. Luego de esto se realizaron de tres a cinco repeticiones con el 60-80%
del máximo estimado. Para determinar la 1RM se realizaron tres a cuatro intentos
con 3-5min de pausa entre los levantamientos. Para que cada prueba de 1RM se
considerara exitosa se requirió que estas fueran realizadas con la técnica
apropiada y en el rango completo de movimiento. Durante la evaluación de la 1RM
no se produjeron lesiones. El coeficiente de confiabilidad test-retest para este
test fue R=0.97.

Test de Ejercicio Agudo de Fuerza de Alta Intensidad

Cada sujeto se familiarizó con el protocolo experimental del test de
ejercicio agudo de fuerza de alta intensidad (AHRET) y realizó el mismo antes y
después de finalizar las 10 semanas de entrenamiento. El AHRET consistió de
cuatro series de 10RM del ejercicio de sentadilla con 90s de pausa entre las
series. Si debido a la aparición de fatiga en alguna de las series, el sujeto no
podía realizar las 10 repeticiones, se realizaba un ajuste de la carga (e.g.,
reducción de la carga) para permitir que el sujeto pudiera completar las 10
repeticiones en la siguiente serie. Las sentadillas fueron realizadas en el
dispositivo Sistema de Potencia Pliométrico, como se describió previamente (73).

Recolección y Análisis de las Muestras de Sangre

Una semana antes del entrenamiento (pre) y al finalizar el mismo (post) se
obtuvieron muestras de sangre antes de la realización del AHRET, inmediatamente
después (IP), y a los 5, 15 y 30min post ejercicio utilizando una cánula que se
mantuvo abierta mediante una traba salina. Además, utilizando técnicas
similares, se recolectaron muestras de sangre en la semana –3 (3 semanas antes
del comienzo del entrenamiento) y en las semanas 0, 3, 6 y 10 durante el
entrenamiento. Las muestras de sangre obtenidas antes del entrenamiento fueron
utilizadas como muestras de control para realizar comparaciones, y para ilustrar
con mayor claridad los datos obtenidos, en los RESULTADOS solo se describen los
valores de la semana 0. Las muestras de sangre recolectadas en las semanas –3 y
0 fueron indistinguibles (p>0.05). Para limitar la influencia de cualquier
variación diurna (1, 11, 28, 64), durante la investigación, las muestras de
sangre fueron obtenidas en diferentes horas del día entre los sujetos, pero a la
misma hora del día para cada sujeto. Las muestras de sangre se recolectaron
luego del ayuno nocturno, y además se monitoreo y registró la ingesta dietaria a
través de los distintos puntos del tiempo. Durante la recolección de muestras de
reposo, en la semana 0, en dos de los sujetos del grupo 30Y y en uno de los
sujetos del grupo 62Y las muestras de sangre se extrajeron fuera de la ventana
de 90 minutos (dentro de las 2.5hs). Las muestras de sangre fueron centrifugadas
a 1500g y a –4ºC durante 15 minutos. Todas las muestras de suero y de plasma
fueron colocadas en tubos con conservantes y guardadas a –84ºC hasta la
realización de los análisis. El suero se obtuvo para los análisis de
testosterona total (TT), testosterona libre (FT), cortisol, GH y lactato,
mientras que el plasma heparinizado se obtuvo para el análisis de ACTH. Los
valores de reposo para las concentraciones séricas de IGF-I y de proteína-3
ligadora de IGF (IGFBP-3) se determinaron solamente pre y post-entrenamiento.

El hematócrito se determinó por triplicado utilizando la técnica estándar de
microcapilaridad. La Hb se determinó calorimétricamente por duplicado utilizando
el método de cianometahemoglobina (Sigma Chemical, St. Louis, MO). Todas las
hormonas fueron analizadas por duplicado utilizando las diferentes técnicas de
RIA. Para eliminar la varianza interanálisis, todas las muestras fueron
analizadas en una misma tanda de análisis, y todas las varianzas intraensayo
fueron <5%. La testosterona serica (TT), la FT y el cortisol fueron analizados
por medio del radioinmunoensayo 125I de anticuerpo único (fase sólida), mientras
que para la ACTH y la GH sérica se utilizó el radioinmunoensayo de doble
anticuerpo (Diagnostic Products, Los Angeles, CA). La concentración de IGF-I se
analizó por medio de radioinmunoensayo 125I de fase líquida y doble anticuerpo
con la extracción preliminar de una columna de octadecil silil silica para
separar los IGF-I de sus proteínas de unión (INCSTAR, Stillwater, MN). Las IGFBP-3
se midieron utilizando el ensayo inmunoradiométrico 125I de dos sitios (Diagnostic
Systems Laboratory, Webster, TX). La sensibilidad de los anticuerpos fue de
0.14nmol/l para la TT, 0.52pmol/l para la FT, 0.19pmol/l para la ACTH, 5.5nmol/l
para el cortisol, <2nmol/l para los IGF-I, 0.5ng/ml para las IGFBP-3 y 0.9 μg/l
para la GH. Para determinar los valores de radioinmunoactividad se utilizó un
contador gamma modelo LKB 1272 Clini y un sistema de reducción de datos en línea
(Pharmacia LKB Nuclear, Gaithersburg, MD). Las concentraciones de lactato
corporal total se midieron en duplicado utilizando un analizador de lactato
(Sport Lactate Analyzer 1500, Yellow Springs Instruments, Yellow Springs, OH).
Los cambios en el volumen plasmático se calcularon utilizando los valores del
hematócrito y de la Hb, utilizando los métodos descritos por Dill y Costill (7).
Las concentraciones hormonales no fueron corregidas por los cambios en el
volumen plasmático. Los cambios en el volumen plasmático en este estudio entre
las condiciones pre y el post-entrenamiento AHRET (IP) fueron -11.4±6.2 y
-14.0±5.6% pre-entrenamiento y -10.4±5.2 y -12.0±4.6% post-entrenamiento para
los grupos 30Y y 62Y, respectivamente. No se observaron diferencias
significativas entre los grupos o con el entrenamiento.

Programa Periodizado de Sobrecarga para el Entrenamiento de la
Fuerza/Potencia

Todos los sujetos se familiarizaron con todos los protocolos de ejercicio
utilizados en este estudio. Además, todas las sesiones de ejercicio fueron
supervisadas individualmente. El programa periodizado de entrenamiento de la
fuerza utilizó un modelo de periodización no lineal y consistió de múltiples
ejercicios y múltiples series realizados tres veces por semana durante 10
semanas (12, 13). Las sesiones diarias fueron alternadas variando la carga
(intensidad) y el volumen (series x repeticiones x carga) a lo largo de la
semana. Los días lunes se realizaron series de 3-5RM con 2-3 minutos de pausa
entre las series. Los miércoles, se realizaron series de 8-10RM con 1 minuto de
pausa entre las series. Finalmente, los viernes la carga fue de ~12-15RM, sin
embargo, se realizaron solamente 6-8 repeticiones, con la intensión de realizar
estos ejercicios con una mayor producción de potencia o de manera explosiva. Se
permitieron 1-2min de pausa entre las series. El programa consistió de los
siguientes ejercicios: sentadilla, extensiones de rodilla, extensiones de la
espalda, dorsales en polea, flexiones de rodilla, elevaciones de pantorrilla,
press de banca, remo sentado, press militar y curl de bíceps.

Análisis Estadísticos

Los datos fueron analizados utilizando análisis de varianza ANOVA de dos vías
para mediciones repetidas, para los análisis post hoc se utilizó el test de
Fisher de la menor diferencia significativa para hallar diferencias en las
medias apareadas. La fortaleza estadística de los cálculos para este estudio
osciló entre 0.78 y 0.80. Se estableció el nivel de significancia a p≤0.05.

RESULTADOS

Fuerza e Hipertrofia

El grupo 30Y tuvo una mayor 1RM en sentadilla y una MCSA media del muslo
mayor que el grupo 62Y, tanto antes como después del programa de entrenamiento.
Luego de 10 semanas de entrenamiento periodizado de la fuerza, la fuerza en 1RM
en sentadilla se incrementó desde 139±22 hasta 163±23kg en el grupo 30Y y desde
102±34 hasta 113±37kg en el grupo 62Y. La MCSA se incrementó desde 186±16 hasta
204±18cm² y desde 159±22 hasta 169±26cm² luego del
entrenamiento periodizado de la fuerza en los grupos 30Y y 62Y, respectivamente.
No se observaron cambios significativos en la masa corporal o en el porcentaje
de grasa corporal luego del entrenamiento en ninguno de los dos grupos. La
Figura 1 muestra el porcentaje de incremento en la fuerza en 1RM en el ejercicio
de sentadilla y la MCSA. Tanto el grupo 30Y como el grupo 62Y experimentaron
incrementos porcentuales similares para la 1RM en sentadilla (~15%), pero el
grupo 30Y tuvo una mayor cantidad de hipertrofia en la MCSA que el grupo 62Y
(10.1±3.7 y 5.9±2.9% para el grupo 30Y y 62Y, respectivamente). Asimismo, se
observó un incremento del 8.4±4.6% (p≤0.05) en la MCSA calculado en forma
separada para el grupo muscular de los isquiotibiales en el grupo 30Y, que fue
mayor (p≤0.5) que el incremento de 3.6±3.3% registrado para el grupo 62Y.
Mientras que los incrementos de 12.2±3.6 y 8.4±4.6% para el cuadriceps no
difirieron significativamente entre los grupos.

Figura 1. Porcentaje de cambio (media±DE) entre las condiciones pre hasta
el post-entrenamiento para el grupo de hombres jóvenes (30Y) y para el grupo de
hombres ancianos (62Y) para las variables 1RM y área de sección transversal
total del muslo (MCSA). ▲ Significativamente diferente (p≤0.05) con respecto al
valor pre-entrenamiento correspondiente; # diferencia estadísticamente
significativa (p≤0.05) entre los grupos 30Y y 62Y.

Concentraciones Hormonales en Reposo

Las Figuras 2-4 describen los cambios en las concentraciones hormonales en
reposo para la TT, FT, ACTH y cortisol en las semanas 0, 3, 6 y 10 y para el IGF-I
e IGFBP-3, tanto en las condiciones pre como post-entrenamiento. Para la TT
(Figura 2A), no se observaron diferencias significativas tanto para la edad como
para el entrenamiento. Sin embargo, los efectos de interacción indicaron mayores
concentraciones de TT en las semanas 6 y 10 en el grupo 30Y en comparación con
en grupo 62Y. Se observaron efectos de interacción significativos de la edad
para la respuesta de la FT (Figura 2B). En la semana 0, no hubo diferencias
significativas en la FT entre los grupos 30Y y 62Y, pero aparecieron diferencias
significativas en la semana 3 que persistieron hasta el final del programa de
entrenamiento. Además, para el grupo 30Y, las concentraciones séricas de FT se
elevaron en la semana 10 en comparación con la semana 0. Para el grupo de
hombres de 62Y, la FT se mantuvo sin cambios a lo largo del programa de
entrenamiento. No se observaron efectos de la edad, el entrenamiento o de
interacción para la edad o el entrenamiento sobre las concentraciones de ACTH
(Figura 3A). Para el cortisol (Figura 3B) se observaron efectos de interacción
que indicaban una menor concentración en la semana 3 y en la semana 10 para el
grupo 62Y.

Figura 2. Concentraciones en reposo (media±DE) para la testosterona total
(A) y para la testosterona libre (B) durante las 10 semanas de entrenamiento
periodizado de la fuerza y potencia. ▲ Significativamente diferente (p≤0.05) con
respecto valor correspondiente en la semana 0; # diferencia estadísticamente
significativa (p≤0.05) entre los grupos 30Y y 62Y.

Figura 3. Concentraciones en reposo (media±DE) para la ACTH (A) y para el
cortisol (B) durante las 10 semanas de entrenamiento periodizado de la fuerza y
potencia. ▲ Significativamente diferente (p≤0.05) con respecto valor
correspondiente en la semana 0.

Figura 4. Concentraciones en reposo (media±DE) para la hormona del
crecimiento (A), para el factor de crecimiento de tipo insulínico tipo I (IGF-I;
B), y para la proteína ligadora de IGF-I (IGFBP-3; C) durante las 10 semanas de
entrenamiento periodizado de la fuerza y potencia. ▲ Significativamente
diferente (p≤0.05) con respecto valor correspondiente en la semana 0; #
diferencia estadísticamente significativa (p≤0.05) entre los grupos 30Y y 62Y.

Para la GH (Figura 4A), no se observaron efectos de la edad, entrenamiento o
de interacción. Las Figuras 4B y 4C muestran las mediciones pre y
post-entrenamiento de las concentraciones séricas de IGF-I y de IGFBP-3 séricas.
La concentración sérica de IGF-I (Figura 4B) fue mayor en el grupo 30Y que en el
grupo 62Y tanto en la condición pre como post-entrenamiento. Además, desde el
pre al post-entrenamiento no se produjeron cambios en la concentración de IGF-I
en ninguno de los dos grupos. Las concentraciones de IGFBP-3 fueron mayores en
el grupo 30Y que en el grupo 62Y, tanto antes como después del entrenamiento
(Figura 4C). Sin embargo, el grupo 30Y mostró un incremento en la concentración
de IGFBP-3 luego de las 10 semanas de entrenamiento de la fuerza, lo que no
ocurrió en el grupo 62Y.

Respuestas Hormonales al AHRET

Las Figuras 5-7 describen las respuestas hormonales y del lactato luego de la
realización del AHRET antes y después de las 10 semanas de entrenamiento. Para
la TT (Figura 5A) se observaron efectos significativos debido a la edad. Las
medias para los efectos principales debido a la edad fueron 20.3 y 15.7nmol/l
para los grupos 30Y y 62Y, respectivamente. Antes del entrenamiento, se
observaron elevaciones por encima de los valores basales, inmediatamente después
del AHRET y a los 5 y 15 minutos de la recuperación en el grupo 30Y e
inmediatamente después del AHRET y a los 15 minutos de la recuperación para el
grupo 62Y. A los 30 minutos de recuperación, las concentraciones de TT para
ambos grupos fueron similares a los valores pre-ejercicio. El grupo 30Y mostró
elevaciones, inmediatamente después y 5 minutos después de la realización del
AHRET. El grupo 62Y mostró elevaciones en la TT inmediatamente después de la
realización de AHRET y a los 5 minutos de recuperación. Los efectos de
interacción para el grupo 62Y también indicaron que los valores de la TT
post-entrenamiento a los 5 y 30 minutos de la recuperación fueron mayores que
los valores pre-entrenamiento correspondientes.

Figura 5. Respuesta de la testosterona total (A) y de la testosterona
libre (B) luego de la realización del test de ejercicio agudo de fuerza de alta
intensidad (AHRET), antes y después de 10 semanas de entrenamiento periodizado
de la fuerza y potencia en los grupos 30Y y 62Y. * Significativamente diferente
(p≤0.05) con respecto al valor correspondiente pre-ejercicio; # diferencia
estadísticamente significativa (p≤0.05) entre los grupos 30Y y 62Y; ▲
significativamente diferente (p≤0.05) con respecto al valor correspondiente en
la condición pre-entrenamiento. Pre, pre ejercicio. IP, inmediatamente después
del ejercicio; 5, 15 y 30: 5, 15 y 30 minutos después del ejercicio.

Figura 6. Respuestas (media±DE) de la ACTH (A) y del cortisol (B) luego
de la realización del AHRET, antes y después de 10 semanas de entrenamiento
periodizado de la fuerza y potencia en los grupos 30Y y 62Y. *
Significativamente diferente (p≤0.05) con respecto al valor correspondiente pre-ejercicio;
# diferencia estadísticamente significativa (p≤0.05) entre los grupos 30Y y 62Y;
▲ significativamente diferente (p≤0.05) con respecto al valor correspondiente en
la condición pre-entrenamiento.

Figura 7. Respuestas (media±DE) del lactato (A) y la hormona del
crecimiento (B) luego de la realización del AHRET, antes y después de 10 semanas
de entrenamiento periodizado de la fuerza y potencia en los grupos 30Y y 62Y. *
Significativamente diferente (p≤0.05) con respecto al valor correspondiente pre-ejercicio;
# diferencia estadísticamente significativa (p≤0.05) entre los grupos 30Y y 62Y;
▲ significativamente diferente (p≤0.05) con respecto al valor correspondiente en
la condición pre-entrenamiento.

Para la FT (Figura 5B), se hallaron efectos significativos para la edad,
tiempo de recuperación y entrenamiento. Las medias para los efectos principales
de la edad fueron 80 y 60pmol/l para el grupo 30Y y 62Y, respectivamente. Las
medias para los efectos principales debidos al entrenamiento fueron 66 y
74pmol/l, antes y después del entrenamiento, respectivamente. Para los efectos
principales del tiempo de recuperación, se observaron elevaciones por encima de
los valores basales inmediatamente después del AHRET y a los 5 y 15 minutos de
recuperación, pero no a los 30 minutos. Los efectos de interacción revelaron
diferencias entre los grupos 30Y y 62Y en todos los puntos del tiempo, excepto
para el valor pre-ejercicio antes del entrenamiento. También se observaron
elevaciones por encima de los valores pre-ejercicio inmediatamente después y a
los 5 y 15 minutos posteriores a la realización del AHRET en el grupo 30Y, tanto
en las condiciones pre como post-entrenamiento. En el grupo 62Y, se hallaron
valores de FT mayores a los correspondientes en la condición pre-ejercicio
inmediatamente después y a los 15min post AHRET, pre-entrenamiento, e
inmediatamente después y a los 5min post AHRER, post-entrenamiento.

En comparación con los valores pre-entrenamiento para la ACTH (Figura 6A),
después del entrenamiento se observaron reducciones significativas luego de la
realización del AHRET. En el grupo 30Y, antes del entrenamiento la ACTH se elevó
inmediatamente después del ejercicio y a los 5 y 15min; sin embrago, después del
entrenamiento, las elevaciones fueron evidentes solamente inmediatamente
post-ejercicio. En el grupo 62Y, antes del entrenamiento, la ACTH se elevó
inmediatamente después del ejercicio y a los 5 minutos, pero solamente
inmediatamente post-ejercicio, luego del entrenamiento. Además, en el grupo 30Y
los valores post-entrenamiento obtenidos inmediatamente después del ejercicio y
a los 5 y 15 minutos fueron menores que los valores correspondientes a los
obtenidos antes del entrenamiento. En el grupo 62Y los valores obtenidos
inmediatamente después del ejercicio fueron menores post-entrenamiento que pre-entrenamiento.
El cortisol se elevó por encima de los valores pre AHRET en todos los puntos del
tiempo en ambos grupos antes del entrenamiento (Figura 6B). Después del
entrenamiento, en el grupo 62Y el cortisol se elevó por encima de los valores
basales en todos los puntos del tiempo. En el grupo 30Y, el cortisol se elevó
por encima de los valores pre-ejercicio a los 15 y 30min post-ejercicio. Los
valores obtenidos para este grupo inmediatamente después del ejercicio y a los
15 y 30min de la recuperación fueron menores que los valores correspondientes
antes del entrenamiento. Se observaron diferencias entre los grupos en los
valores obtenidos inmediatamente después del ejercicio y a los 5min de
recuperación, después del entrenamiento.

El lactato se elevó significativamente por encima de los valores basales
después de la realización del AHRET en ambos grupos, tanto antes como después
del programa de entrenamiento (Figura 7A). Los valores de lactato fueron mayores
en el grupo 30Y en comparación con el grupo 62Y en cualquiera de las mediciones,
excepto a los 30 minutos post AHRET después del entrenamiento. En el grupo 30Y
los valores de lactato post-entrenamiento obtenidos inmediatamente después del
ejercicio y a los 5 y 15min post AHRET, fueron menores que los correspondientes
valores antes del entrenamiento. En el grupo 62Y no se observaron elevaciones de
la GH (Figura 7B) por encima de los valores pre AHRET, tanto antes como después
entrenamiento. En el grupo 30Y se observaron valores elevados a los 5, 15 y 30
minutos de recuperación, antes del entrenamiento. Después del entrenamiento, en
el grupo 30Y, los valores obtenidos inmediatamente post-ejercicio y a los 5 y 15
minutos de recuperación fueron mayores que los valores basales pre-ejercicio.
Para el grupo 30Y el valor obtenido a los 30min de recuperación fue menor que el
valor correspondiente antes del entrenamiento.

DISCUSION

Las respuestas hormonales en este estudio reflejan los cambios en la
adaptación en un grupo de hombres de 60 años de edad muy activos y con buena
aptitud física, quienes fueron capaces de realizar un programa muy intenso de
entrenamiento de la fuerza corporal total. La eficacia y las adaptaciones
asociadas a dicho programa de entrenamiento de la fuerza en sujetos de 60 años
de edad con menor aptitud física requieren estudios adicionales. Sin embargo, se
han utilizado programas de entrenamiento de la fuerza para ancianos, los cuales
pueden requerir de una progresión más apropiada para asegurar la tolerancia a
protocolos más avanzados (13).

Las reducciones en las concentraciones de hormonas anabólicas (e.g.,
testosterona, GH, e IGF) con la edad pueden influenciar las reducciones en el
tamaño muscular y en la fuerza, observadas con el envejecimiento (32, 50, 63).
La restauración de la función de las glándulas endócrinas con el ejercicio
constituye una hipótesis atractiva, lo cual puede ayudar a aliviar las
reducciones en la masa de tejido muscular y en el fuerza relacionadas con el
envejecimiento. En este estudio hemos examinado las adaptaciones en la fase
temprana de las hormonas circulantes a un programa periodizado de entrenamiento
de la fuerza de alta intensidad que tenía como objetivo el incremento del tamaño
muscular y de la fuerza. Aunque la fase temprana del entrenamiento de la fuerza
esta caracterizada por considerables adaptaciones neurales (e.g., incremento en
la activación de los músculos agonistas), las adaptaciones intrínsecas al
músculo pueden también tener lugar en la fase temprana del entrenamiento (67).
En un estudio previo con hombres jóvenes, las adaptaciones en la fase temprana
incluyeron transformaciones en los tipos de fibras musculares e incrementos en
la fuerza que fueron asociados con incrementos tempranos en la concentración de
testosterona sérica y con reducciones en la concentración sérica de cortisol
(67). El presente estudio tuvo la característica única de que utilizó un
programa periodizado de entrenamiento de la fuerza de alta intensidad, el cual
fue efectivo para provocar un incremento en la masa muscular y en la fuerza en
solo 10 semanas. Uno de los principales hallazgos del presente estudio fue que
los hombres jóvenes mostraron un incremento significativamente mayor en el
tamaño total del muslo, aunque las ganancias relativas, al menos en la fuerza de
los extensores de la rodilla, no fueron diferentes entre los grupos de jóvenes y
de ancianos. La capacidad de los hombres jóvenes para provocar una respuesta
hipertrófica relativamente mayor en es este estudio parece estar asociada a las
diferencias en los patrones de adaptación hormonal tanto en reposo como
inducidos por el ejercicio. El otro hallazgo principal de este estudio fue que
el sistema endócrino mostró tener una “plasticidad” para los cambios adaptativos
en hombres ancianos y jóvenes en la fase temprana del programa periodizado de
entrenamiento de la fuerza de alta intensidad.

En los hombres, la testosterona es una hormona anabólica potente que media la
acumulación de proteínas y también mejora la función neural (6, 51, 70). En
general, la concentración de testosterona inducida por el ejercicio (e.g.,
efecto principal para la TT [20.3 vs. 15.7nmol/l] y la FT [80 vs. 60pmol/l])
fueron significativamente mayores en el grupo 30Y en comparación con el grupo
62Y. Además, los análisis del área bajo la curva revelaron una mayor magnitud de
incremento en la FT inducida por el ejercicio en los hombres jóvenes como
respuesta al estimulo del entrenamiento de la fuerza. Estos datos respaldan el
concepto de “andropausia”, el cual está caracterizado por reducciones en el
número de células de Leydig en los testículos, reducciones en la capacidad
secretoria, y una reducción en la secreción de gonadotropinas, tanto en reposo
como durante la estimulación (69-71). Staron y cols. (67) demostraron que las
concentraciones de reposo de TT en hombres con una edad media de 23.5 años, se
incrementaban por encima de los valores basales luego de solo 4 semanas de
entrenamiento. Sin embargo, otros estudios no han mostrado un incremento
relacionado con el entrenamiento en la concentración de reposo de testosterona.
Esto indica que, en hombres jóvenes, la testosterona puede exhibir un patrón de
respuesta hormonal homeostática dinámica al entrenamiento de la fuerza. Sin
embargo, en un estudio realizado por Nicklas y cols. (54) no se observaron
alteraciones en las concentraciones de reposo de TT a lo largo de un programa
progresivo de entrenamiento de 16 semanas en hombres con un promedio de edad de
60 años. Häkkinen y Pakarinen (25) observaron que en hombres de 70 años de edad
tampoco se producía dicha respuesta. A pesar de la falta de cambios en las
concentraciones hormonales, estos autores reportaron relaciones significativas
entre las concentraciones de testosterona y los cambios en la fuerza con el
entrenamiento en hombres de 70 años (r=0.61). En el presente estudio, aunque no
se observaron cambios en las concentraciones de testosterona en reposo durante
las 10 semanas de entrenamiento en el grupo de hombres de 62Y, este grupo
demostró una mejora en la capacidad para estimular la liberación de TT luego de
la realización de ejercicios de sobrecarga. Este hallazgo es único y puede estar
relacionado al programa periodizado de entrenamiento, sin embargo, las razones
exactas y el/los mecanismo/s fisiológico/s que median esta adaptación permanecen
bajo especulación.

El/los mecanismo/s que median dicha adaptación en las concentraciones séricas
de testosterona inducidas por el ejercicio en hombres ancianos podría deberse a
incrementos en la liberación pulsátil o en la producción de la hormona
luteinizante (LH) (34, 46, 51, 69, 71). Sin emabrgo, Lu y cols. (47) reportaron
que el incremento en la concentración de testosterona en ratas macho durante el
ejercicio fue, al menos parcialmente, el resultado de un mecanismo estimulatorio
del ejercicio (LH-independiente), en donde el lactato influencia la secreción de
la testosterona por medio del incremento en la producción de AMPc testicular.
Evidencia reciente también implica al oxido nítrico (a través de mecanismos
vasodilatadores) y a patrones del flujo sanguíneo que impactan sobre la
liberación de testosterona a nivel de los testículos (49). El impacto de estos
cambios inducidos por el ejercicio en los hombres ancianos es poco claro, pero
podría haber contribuido al incremento en el tamaño muscular y al incremento de
la fuerza observado en este estudio. Uno podría especular que en los hombres
ancianos dichos incrementos adaptativos en la testosterona podrían haber
contribuido en mayor grado a los cambios relativos similares en al fuerza, a
través de la influencia de la testosterona sobre los mecanismos neurales (e.g.,
incremento en la síntesis de neurotransmisores) (36, 51). Se ha demostrado que
los factores neurales son muy importantes en la mediación de los incrementos de
la fuerza con el entrenamiento a corto plazo en hombres ancianos (19, 52, 53).
De hecho, los cambios relativos similares en la fuerza de los extensores de la
rodilla junto con una menor magnitud de incremento en el área de sección
transversal total del muslo (y también del cuadriceps femoral, aunque no
estadísticamente diferente del grupo 30Y) en hombres ancianos parecen respaldar
la teoría de que los factores neurales juegan un papel importante para explicar
la producción de fuerza en 1RM (19, 52, 53, 58). Más específicamente, ambos
grupos demostraron un menor incremento en el tamaño de los isquiotibiales que el
observado en el cuadriceps femoral, y el grupo 62Y mostró un menor incremento
inducido por el entrenamiento en los músculos isquiotibiales que el respectivo
incremento registrado en el grupo 30Y. Consistentemente con los datos presentes,
se ha demostrado en individuos ancianos (65) menores incrementos en el tamaño
del grupo muscular de los isquiotibiales que los observados en el cuadriceps
femoral. Debido a que la fuerza de los flexores de la rodilla no fue registrada,
en este estudio no fue posible evaluar la contribución de los factores neurales
en el desarrollo de la fuerza de los isquiotibiales entre los grupos 30Y y 62Y.

Las concentraciones de reposo de FT fueron mayores en los hombres jóvenes a
lo largo de la mayor parte del período de entrenamiento, y nuevamente los
hombres jóvenes mostraron la capacidad de provocar una mayor respuesta de la FT
inducida por el ejercicio en comparación con los hombres ancianos. Häkkinen y
Pakarinen (25) previamente demostraron la importancia de la FT biológicamente
activa para la entrenabilidad de los hombres jóvenes. La testosterona circula en
sangre unida principalmente a una globulina ligadora de hormonas sexuales o a
albúmina. Aunque se piensa que la testosterona libre (se considera FT tanto a la
hormona que circula libre como a la testosterona que circula unida a la
albúmina) es regulada por la TT, el complejo de testosterona unida, con un mayor
peso molecular, ha mostrado se incapaz de atravesar el endotelio capilar y de
penetrar la membrana plasmática para interactuar con los elementos regulatorios
del núcleo (27, 36, 48, 57). Por lo tanto la mayor concentración de FT en la
sangre parece indicar una mejora del “nivel de bioactividad” en los hombres
jóvenes (51, 55, 56). Sobre todo, un mayor ambiente androgénico en los hombres
jóvenes en reposo y luego de las sesiones de ejercicio parece respaldar la mayor
magnitud total del incremento observado en el tamaño muscular del muslo. Además,
estos datos nos dan pruebas potenciales de las diferencias relacionadas con la
edad en el desarrollo del tejido muscular con programas de entrenamiento a corto
plazo, aunque estas diferencias pueden no ser del mismo grado para todos los
músculos o grupos musculares. De esta manera, parece haber una ventaja
relacionada con la edad en el mecanismo mediado por la FT para responder a un
programa de entrenamiento de la fuerza en la fase temprana del mismo.

Otro hallazgo importante en este estudio fue que la cantidad de cortisol
producida en reposo fue reducida y la respuesta al estrés producido por el
entrenamiento de la fuerza fue menor en los hombres ancianos. Las reducciones en
las concentraciones de de cortisol en reposo a través del programa de
entrenamiento en los hombres ancianos, sin cambios significativos en las
concentraciones de ACTH, indica que los receptores de ACTH en la glándula
adrenal pueden haber sufrido una “reducción” (27, 35). Con el entrenamiento, se
han observado reducciones en la respuesta del cortisol al estrés producido por
el ejercicio de sobrecarga solamente en hombres jóvenes. En un estudio previo,
Staron y cols. (67) mostraron una respuesta similar en hombres jóvenes. Estos
cambios en la respuesta del cortisol inducida por el ejercicio luego de la
realización de ejercicio son aparentemente mediados por la reducción en la
respuesta de la ACTH al estrés provocado por el ejercicio de sobrecarga. Se
piensa que las reducciones en el cortisol proveen un mecanismo posible por el
cual se aumenta la acumulación de proteínas, a través de la reducción de la
degradación de las fibras musculares tipo I (8, 36). Los hombres ancianos pueden
también depender de la hipertrofia de las fibras musculares tipo I para provocar
una mayor hipertrofia muscular total debido a la pérdida de fibras musculares
tipo II con el proceso de envejecimiento (43). Por lo tanto la importancia de
estos cambios en el cortisol no puede ser minimizada, especialmente en hombres
ancianos, como mecanismo relacionado a la hipertrofia del tejido muscular y a la
capacidad para producir fuerza. Colectivamente, estos datos indican que los
hombres ancianos pueden provocar una reducción en las respuestas de las hormonas
catabólicas, lo que resulta en un ambiente anabólico más favorable para reducir
la degradación de proteínas o para incrementar la síntesis de las mismas.

En este estudio no se observaron cambios significativos en la concentración
de reposo de la GH a lo largo del programa de entrenamiento, tanto en los
sujetos jóvenes como en los ancianos. Estos resultados están respaldados por
hallazgos similares publicados en la literatura (5, 15, 25, 26, 54, 67). La
respuesta del lactato al ejercicio fue menor en los hombres ancianos que en los
jóvenes con la utilización de un estrés de ejercicio relativamente similar. Los
hombres jóvenes también mostraron una respuesta del lactato ligeramente reducida
a la misma intensidad relativa de ejercicio luego del entrenamiento, y esto
puede explicar parcialmente porque algunos de los valores post-ejercicio de la
GH fueron bajos, ya que se ha demostrado que los mecanismos ácido-base están
relacionados a la liberación de GH (15). Aunque en los estudios de entrenamiento
de la fuerza con hombres ancianos comúnmente no se han observado cambios en la
adaptación de la GH, las respuestas de la GH luego de la realización de un
ejercicio continuo posterior al entrenamiento de la resistencia son reducidas
(72). Debido a la naturaleza pulsátil de la GH, las mediciones aisladas en
reposo deben ser interpretadas con precaución, especialmente en hombres jóvenes,
quienes muestran una secreción pulsátil mucho mayor (11, 71). Nuestros datos son
consistentes con los hallazgos de otros estudios de entrenamiento de la fuerza y
GH en hombres jóvenes y ancianos (5, 25, 54, 67). En general, los incrementos
significativos en el patrón de liberación de GH inducido por el ejercicio luego
del entrenamiento de la fuerza se han observado solamente en el grupo 30Y. Esto
coincide con estudios previos en los cuales el ejercicio no produjo una
respuesta de la GH en hombres ancianos (5, 54) y en los cuales la respuesta de
la GH se redujo luego del entrenamiento de la fuerza en ciertos, pero no en
todos, los puntos del tiempo de la recuperación (63). Estos resultados pueden
deberse en parte a diferencias en la edad de los sujetos o a diferencias en los
programas de entrenamiento (i.e., series totales, repeticiones, periodos de
recuperación y ejercicios realizados). Esta es solamente una comprensión
rudimentaria de los efectos del ejercicio y el envejecimiento sobre los
mecanismos fisiológicos que subyacen a la “somatopausia” (i.e., la disminución
del sistema GH-IGF-I) (4, 61). Debido a que se piensa que este eje endocrino es
de gran importancia para mantener la integridad del sistema musculoesquelético,
es conceptualmente pragmático sugerir que los regímenes de ejercicio deberían
tener como objetivo la estimulación de este eje. La GH también exhibe una gran
heterogeneidad molecular, y el radioinmunoensayo estándar se enfoca en la
variante de 22-kDa (3, 10, 68). Esto es un punto especialmente importante para
las futuras investigaciones, cuando se considere que las especies de GH de mayor
peso molecular podrían poseer una mayor actividad biológica y que la falta de
cambios o las reducciones en la inmunorreactividad de la GH pueden no
representar el esquema completo de respuestas de adaptación de la GH al
entrenamiento de la fuerza (3, 10, 15, 68).

Similarmente a otros estudios, el IGF-I fue más bajo en el grupo 62Y que en
el grupo 30Y (4, 54). Las diez semanas de entrenamiento no afectaron esta
diferencia relacionada a la edad, y por lo tanto el entrenamiento a corto plazo
no parece ser efectivo para alterar la concentración de IGF-I (54). Sin embargo,
un hallazgo particular de este estudio fue que el entrenamiento de la fuerza
produjo un incremento significativo en la concentración de IGFBP-3 en el grupo
de hombres jóvenes. Además, la concentración de IGFBP-3 fue mayor que en el
grupo de ancianos tanto antes como después del entrenamiento. Se cree que el IGF-I
y la IGFBP-3 se liberan en el hígado, aunque pocos estudios han examinado los
efectos del entrenamiento crónico de la fuerza sobre los componentes del sistema
IGF. En estudios de entrenamiento de la resistencia, las IGFBP-3 han mostrado
ser independientes de las respuestas de los IGF-I y que potencialmente tienen su
propia actividad biológica a nivel celular (32). Recientemente, Elikiam y cols.
(9) mostraron que las concentraciones musculares de IGF-I pueden incrementarse
con el entrenamiento de la resistencia, a pesar de la falta de cambios en el
RNAm IGF-I muscular o en la concentración sérica de IGF-I. La falta de cambio en
la concentración sérica de IGF-I con el entrenamiento puede sugerir que los IGF-I
en la circulación pueden no ser un marcador significativo de la actividad
implícita del sistema GH-IGF-I. El IGF-I pueden operar en el músculo más que de
manera autocrina/paracrina, o el IGF-I liberado por el incremento en la
secreción desde el hígado puede ser rápidamente secuestrado por el tejido en un
esfuerzo por mantener el equilibrio homeostático del mismo en la circulación
sistémica. El IGF-I provoca una inhibición negativa de la secreción de GH al
nivel del hipotálamo y de la pituitaria. El secuestro de IGF-I por el tejido
podría servir para aumentar la acción mitógenica, y al mismo tiempo proteger al
sistema de la reducción en la liberación hipotalámica y pituitaria de GH.

En resumen, este estudio ha demostrado las diferencias en las concentraciones
hormonales entre hombres con promedios de edad de 30 y 62 años. Sin embargo, el
entrenamiento periodizado de la fuerza es muy efectivo para producir ganancias
iniciales en el tamaño muscular y en la fuerza. Estas adaptaciones están
asociadas más probablemente con las adaptaciones neurales tempranas de los
músculos entrenados y también con los cambios en el sistema endócrino tanto en
hombres ancianos como jóvenes. La incapacidad de emplear mecanismos hormonales
similares en respuesta al ejercicio de sobrecarga de alta intensidad indica que
la plasticidad del sistema endocrino en los hombres ancianos se ha alterado o
desmejorado. Sin embrago, este estudio fue el primero en demostrar que los
hombres ancianos pueden tener adaptaciones fisiológicas en el sistema endócrino
con el entrenamiento de la fuerza. Si períodos más largos de entrenamiento
periodizado de la fuerza en ancianos pueden continuar produciendo adaptaciones
hormonales adicionales que estén asociadas con posteriores cambios en el tamaño
muscular, la fuerza y las capacidades funcionales, nos deja una hipótesis
provocativa para un futuro estudio.

Agradecimientos

Queremos agradecer a la Dra. Arja Häkkinen, al Dr. J. Michael Lynch, a los
estudiantes graduados y a los miembros del laboratorio por su ayuda y respaldo a
este proyecto. También queremos agradecer al muy dedicado grupo de sujetos que
participaron en la investigación e hicieron que este proyecto fuera posible.

Nota al Pie

Queremos agradecer el respaldo a este proyecto por un subsidio otorgado por
el Ministerio de Educación de Finlandia.

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