Resumen
El ejercicio concurrente combina diferentes modos de ejercicio (p. Ej. Como el desuso se asocia con disminuciones en la fuerza, la capacidad aeróbica y el entrenamiento concurrente del tamaño muscular es una modalidad atractiva para la rehabilitación. Sin embargo, la interferencia entre las vías de señalización puede dar lugar a mejoras preferenciales para uno de los modos de ejercicio. Reclutamos a 18 adultos jóvenes (10 ♂, 8 ♀) para determinar si el orden de orden de ejercicio durante el entrenamiento concurrente afectaría diferencialmente la expresión génica, el contenido de proteínas y las medidas de resistencia y la capacidad aeróbica después de 2 semanas de desuso inducido por la corneta. Las sesiones de ejercicio concurrentes se realizaron 3x/semana durante 6 semanas a intensidades aumentadas gradualmente, ya sea con ejercicio de resistencia anterior (END> RES) o siguiendo el ejercicio de resistencia (en extremo). Las biopsias fueron recolectadas del Vastus lateral Antes, 3 h después de la primera pelea de ejercicios y 48 h después del final del entrenamiento. El ejercicio concurrente alteró la expresión de genes involucrados en la biogénesis mitocondrial (PGC-1α, PRC, PPARγ), hipertrofia (PGC-1α4, REDD2, RHEB) y atrofia (MURF-1, RUNX1), aumento del contenido de proteína de la cadena de transporte de electrones, citrato síntesa y citocroma mitocondrial do Actividad enzimática de oxidasa, masa muscular, fuerza isométrica máxima y VO2peak. Sin embargo, el orden en el que se completó el ejercicio (END> RES o RES> end) solo afectó el contenido de proteína de la subunidad del complejo mitocondrial II. En conclusión, el entrenamiento ejercicio concurrente es una modalidad efectiva para la rehabilitación de la pérdida de masa muscular esquelética, fuerza máxima y capacidad aeróbica máxima resultante del desuso, independientemente del orden en que se realicen los modos de ejercicio.
Introducción
La adaptación muscular al ejercicio crónico se produce para mantener la homeostasis celular durante futuros combates. Típicamente identificado como uno de los dos modos divergentes, resistencia o ejercicio aeróbico, ejerce tensiones sobre la miofibre que inducen cambios fenotípicos que difieren enormemente entre los modos. A través de conjuntos de contracciones de baja repetición/alta intensidad, el ejercicio de resistencia promueve la hipertrofia y mejora el suministro de energía anaeróbica, aumentando así la resistencia/generación de fuerza a corto plazo (1), (2). Alternativamente, el ejercicio aeróbico se caracteriza por períodos más largos de contracciones de alta repetición/baja intensidad que promueven un aumento en la capacidad de energía oxidativa, predominantemente a través de la biogénesis mitocondrial y el aumento de la vascularización (3)Mejora de la resistencia a la fatiga. Sin embargo, estos cambios no son mutuamente excluyentes ya que ambos modos afectan modestamente las características asociadas con la otra (4)–(6). Se ha sugerido que los procesos adaptativos pueden interferir entre sí (7), (8)atenuando así la adaptación óptima que podría lograrse desde cualquier modo individualmente. Como tal, las estrategias de entrenamiento para una mejora máxima para una tarea física específica, como el rendimiento deportivo, deben diseñarse con uno de estos puntos finales en mente. Sin embargo, los beneficios deseados del ejercicio pueden incluir mejoras tanto en la fuerza como en la capacidad aeróbica. Por ejemplo, la rehabilitación de los cambios que ocurren en el músculo esquelético después de la atrofia por desuso (9)–(11) y mitigación de los efectos del envejecimiento (12), (13) Puede requerir programas de ejercicio utilizando ambos modos de contracción muscular.
La atrofia de desuso es la pérdida de masa del músculo esquelético después de una reducción o cese en la actividad física que puede ser el resultado de factores como enfermedades, lesiones, envejecimiento o cambio de estilo de vida. Típicamente, la hipodinamia da como resultado una pérdida de masa muscular (14)–(17)función muscular (14)–(17)y capacidad aeróbica (17), (18). La incorporación del ejercicio de resistencia como estrategia de recuperación clínica es lógica para recuperar la masa muscular perdida y la fuerza, mientras que el ejercicio aeróbico puede ser beneficioso para recuperar la capacidad aeróbica. La combinación de ambos modos de ejercicio en un programa se denomina capacitación concurrente. La investigación sobre los efectos del entrenamiento concurrente como método para mejorar tanto la fuerza como el rendimiento de la resistencia son e eufivocales. Algunos estudios han encontrado que el ejercicio aeróbico atenúa los aumentos en la fuerza (2), (19), (20)hipertrofia (2), (20) y poder (2), (19) que ocurren solo con el entrenamiento de resistencia, potencialmente por la atenuación de la señalización a través de la cascada AKT-MTOR-S6K por interferencia de la señalización AMPK-PGC-1α (21). Sin embargo, otros han encontrado mejoras en la fuerza con el entrenamiento concurrente (22)–(24). El efecto del entrenamiento concurrente sobre las mejoras en la capacidad aeróbica en comparación con el ejercicio aeróbico solo parece indicar que VO2Max no se ve afectado por las adaptaciones competitivas (25) e incluso puede ser beneficioso a través del aumento de las proporciones de las fibras tipo IIA (26).
Los programas de capacitación concurrentes rara vez se comparan para el efecto del orden en el que se realizan los modos de ejercicio. Resultados de Coffey et al. Sugerir que el orden en el que se realizan los modos de ejercicio pueden provocar una adaptación divergente durante el entrenamiento concurrente (27). Después de estos hallazgos, buscamos probar si alterar el orden del ejercicio afectaría los patrones de expresión génica temprana y la resistencia resultante y los cambios en la capacidad aeróbica como parte de una estrategia de rehabilitación.
Materiales y métodos
Sujetos y antropometría
Dieciocho jóvenes adultos sanos (10 hombres y 8 mujeres) se ofrecieron como participantes en este estudio. Todos los sujetos fueron examinados para asegurarse de que no tenían condiciones de salud preexistentes y no habían participado regularmente en el ejercicio de resistencia o resistencia en los 6 meses anteriores. El ciclo menstrual y el uso de anticonceptivos orales no se controlaron en este estudio; Como tal, todos los hallazgos representan respuestas generales al desuso en las mujeres. Composición de todo el cuerpo y el compartimento del cuerpo y se midieron utilizando escaneos de rayos X de doble energía (DXA) (Lunar Prodigy Advance, GE Healthcare, Madison, WI). La demografía del sujeto del estudio fue (media ± DE): edad -20 ± 2 años; altura −171 ± 10 cm; Peso −70.2 ± 16.9 kg, IMC −24.0 ± 5.2.
Declaración de ética
Cada participante recibió una hoja de información y todos los procedimientos de prueba se les explicaron antes de proporcionar consentimiento informado por escrito. El estudio se ajustó a los estándares descritos en el Declaración de Helsinki y la Junta de Ética de Investigación fue otorgada en la Universidad McMaster (REB #09-322).
Diseño de estudio
Inmediatamente antes de comenzar este estudio, todos los participantes habían completado 2 semanas de inmovilización de la articulación de la rodilla de una sola pierna con el uso de una rehabilitación de la rodilla después de la rodilla (Össur Americas, Foothill Ranch, CA) que estaba restringida a una flexión de 90 ° de rodilla. Los participantes regresaron al laboratorio diariamente para retirar el aparato ortopédico, momento en el que se inspeccionó la pierna por dolor o edema y se les permitió ducharse sin soportar peso en la pierna de tratamiento. El aparato ortopédico fue reemplazado, grabado y se usó un identificador único para garantizar que no se quitaran los aparatos ortopédicos. Se proporcionaron muletas para caminar para ayudar con la movilidad. Este protocolo se ha utilizado previamente para inducir la atrofia muscular y la pérdida de fuerza. (15), (17), (28), (29).
Luego, los participantes fueron asignados aleatoriamente a uno de los dos grupos de ejercicio concurrentes: el ejercicio de resistencia primero seguido inmediatamente por el ejercicio de resistencia (res> final, n = 9) o ejercicio de resistencia primero seguido inmediatamente por el ejercicio de resistencia (fin> res, n = 9). Capacidad aeróbica máxima (VO2peak), se probaron la resistencia isométrica máxima y la resistencia máxima (1RM) antes de la inmovilización para determinar la aptitud aeróbica y la resistencia de la línea de base y calcular los valores de ejercicio de rehabilitación inicial.
VO2peak se midió utilizando una prueba de ciclo incremental graduada y un ergómetro de ciclo deportivo Excalibur (Lode, Groningen, Países Bajos). Después de un calentamiento de ciclismo de 5 minutos con resistencia a la luz, los participantes comenzaron la prueba a una carga de trabajo de 50 W y aumentaron en 50 W (hombres) o 30 W (mujeres) cada 2 minutos hasta la fatiga volitiva, definida como la incapacidad de mantener una frecuencia de pedaleo por encima de 60 rpm por más de 5 segundos. El estímulo verbal se proporcionó cuando los participantes se acercaron a la finalización de la prueba. La frecuencia cardíaca (BPM) y el consumo de oxígeno (L/min) se monitorearon con un sistema metabólico modular Moxus (AEI Technologies, Pittsburg, PA).
La fuerza isométrica máxima de los extensores de la rodilla se midió con un dinamómetro System 3 (Biodex Medical Systems, Shirley, NY). Los participantes estaban sentados en el dinamómetro, con la rodilla flexionada a 90 ° y aseguradas a través del muslo, la pantorrilla, la vuelta y el tronco para evitar movimientos extraños. Todos recibieron instrucciones de contraer su máximo sus extensores de rodilla durante 5 segundos. La fuerza isométrica se midió 3 veces con un período de descanso de 30 s entre cada repetición; El valor más alto (NM) se registró para cada pierna.
1RM se midió como la cantidad máxima de peso que podría moverse con éxito a través del rango de movimiento completo una vez solo para ejercicios de tres piernas: prensa de piernas, extensión de la rodilla y flexión de la rodilla. Para cada ejercicio, se realizó un breve calentamiento de 5 repeticiones utilizando un peso submáximo y un descanso de 1 minuto antes de que los participantes intentaran 3 repeticiones de un peso estimado en ∼80% del máximo. Los pesos aumentaron y se intentaron repeticiones individuales hasta que el movimiento a través del rango completo de movimiento no fue posible. La más pesada repetición exitosa fue designada como la 1RM.
Protocolo de ejercicio agudo
Las intensidades y la duración del ejercicio relativo fueron idénticos entre los grupos finales y res> finales; La única excepción entre ellos fue el orden en que se realizaron los ejercicios. Dependiendo de su grupo asignado, los participantes comenzaron con 22.5 minutos de ciclismo estacionario al 65% VO2peak o repeticiones de 3 × 10 de prensa de piernas, flexión de la rodilla y extensión de la rodilla al 65% 1RM y se transfirieron inmediatamente al protocolo opuesto. El protocolo de ejercicio de resistencia tuvo un descanso de 1 minuto entre conjuntos y ejercicios y se completó en aproximadamente 22 minutos, lo que resultó en un tiempo de ejercicio total de ∼45 minutos.
Protocolo de ejercicio rehabilitativo
Los participantes completaron tres sesiones de ejercicio por semana con al menos un día de descanso entre sesiones. Después del protocolo de ejercicio agudo, dos sesiones más idénticas completaron la primera semana de entrenamiento. La intensidad del ejercicio aeróbico aumentó en un 5% cada dos semanas a 70% y el 75% de VO2peak; La duración del ejercicio permaneció constante a los 22.5 minutos. La intensidad del ejercicio de resistencia aumentó a 70% 1RM para la segunda semana. La fuerza máxima se volvió a probar cada dos semanas para garantizar que la progresión en el transcurso del estudio coincidiera con la tasa de cambio de fuerza del participante. Semanas tres y cuatro tuvieron intensidades del 70% y el 75% de la segunda prueba de 1RM; Las semanas cinco y seis fueron del 75% y el 80% de la tercera prueba de 1RM (Figura 1).
Una biopsia muscular del Vastus lateral se tomó bajo anestesia local (lidocano al 2%) utilizando una aguja de bergström modificada con succión manual de la pierna experimental después de 2 semanas de inmovilización (pre-ejercicio), 3 horas después del primer episodio de ejercicio concurrente (3H) y después de 6 semanas de ejercicio concurrente (post) (post) (post) (post) (post) (post) (post) (post) (post) ((post) (post) (post) ((post) (post) (Figura 2). Inmediatamente después de la escisión, la biopsia muscular se disecó libre de tejido conectivo y grasa, seccionada en piezas de 25 a 50 mg, colocadas en 1,5 ml de tubos Eppendorff y congelados en nitrógeno líquido. Las muestras musculares se almacenaron a -80 ° C hasta el procesamiento y el análisis. Inmediatamente después de cada biopsia muscular, se recolectó sangre en los tubos de recolección de Vacutainer de BD para suero y k2Plasma EDTA de la vena antecubital y tratado después de las especificaciones del fabricante. Los tubos fueron centrifugados y el sobrenadante alícuotas y almacenados en …
